基于LC并联谐振的轴向自感式位移传感器设计

为了满足磁悬浮轴承面向更高精度的发展需求,提出基于LC并联谐振的轴向自感式位移传感器.通过增大谐振回路的等效电感变化率,提高传感器的灵敏度.分析传感器的工作原理.通过有限元仿真,研究传感器设计参数与灵敏度之间的关系.设计传感器的测量电路,结合有限元仿真和数值仿真,分析LC并联谐振对传感器灵敏度的影响.搭建实验台,对传感器的静态性能进行测试.结果表明,相对于传统的位移传感器,提出的传感器具有更高的灵敏度与更低的线性度.     

基于谐波修正的两相非等节距时栅传感器

通过研究三相、两相时栅传感器的信号模型,设计了一种新型位移传感器——两相非等节距时栅位移传感器.该传感器在不增加加工难度的情况下,提高了传感器的极对数.通过分析传感器的误差组成,研究了误差谐波修正法理论,提出了一种新的非等间距采样误差修正方法.该方法消除误差的效果与等间距整周期采样误差修正相似,但采样点数要少得多.实验表明,采用新型位移传感器能提高传感器的精度.     

基于遗传优化策略的传感器配置算法

传感器配置是传感器网络研究的核心问题之一.传感器网络配置可以有效布置传感器网络节点、合理覆盖感知数据区域、延长感知区域传感器网络的运行周期,既能够准确地采集感知区域的数据信息,又能够充分管理传感器网络资源.本文提出了在传感区域中一个有效的基于遗传算法策略的的传感器配置算法,算法目标在于优化传感器数量并且确定它们的位置以支持分布式传感器网络.实验结果表明这种算法非常有效.     

称重传感器检测系统的设计与实现探究

随着我国工业化进程的加快、信息化时代的发展,各行各业已经广泛应用了作为电子衡器核心部件的称重传感器.传感器产业的技术传播快速,工业生产过程控制中也已经离不开称重传感器,它是一种必需装置.如果没有传感器,就无法实现监测和自动控制生产过程中不同环节的多种参量.但是我国在传感器技术方面的创新研发不尽人意,传感器产业发展水平滞后于发达国家,制约了我国新兴产业的发展.因此,创新发展传感器技术是急需解决的问题,本文就我国称重传感器相关的检测系统进行简要分析,以期能对我国传感器技术方面的发展有所帮助.     

炮射战场侦察传感器载体外弹道研究

目的　为炮射侦察传感器载体的系统设计分析提供手段 .方法研究炮射侦察传感器载体的运动规律 ,讨论了其外弹道模型 .结果　仿真获得了炮射侦察传感器载体的弹道诸元 .靶场试验表明 ,预报传感器载体落点位置比较准确 .结论　有助于炮射战场侦察传感器载体的系统设计     

传感器网络在粮食平房仓中的应用

网络化粮库储粮数量在线监测技术是一新型技术.压力传感器节点布置是整个监控系统的关键点.粮库压力传感器网络体系包括整个网络的架构和粮库内传感器布置模型.根据粮库分布特点设计了粮库专用压力传感器网络的体系结构.根据平房仓粮堆特点提出一种基于区域划分的传感器布置模型.对比文献中提出的几种模型.该方法优化了传感器节点的布置.试验证实,该压力传感器布置模型性能良好.     

基于两步有效配置法的传感器优化布置

近年来,世界各国都在积极开展对结构进行健康监测的研究,提出了许多种传感器优化配置方法,但在传感器数量优化上考虑得比较少.为解决传感器数量优化的问题,本文提出一种同时考虑数量和位置优化的传感器布置算法--基于两步有效配置法的传感器优化布置方法.该法首先通过弹性波传播原理确定特定结构的传感器布置极限间距并初步确定检测所需传感器数量,然后采用有效独立-驱动点残差法并将传感器布置极限间距作为该法的一个约束条件对传感器进行优化布置.针对特定检测系统,以桥梁结构Bericlamark模型为例,验证了上述传感器两步优化配置法的有效性.计算表明,该法能有效地解决传感器优化配置问题.     

面向传感网的服务构建与并发控制

讨论了无线传感器网络在复杂环境下的服务构建及并发控制.基于传感器网络能量、通信能力、计算存储能力等有限的特点提出了面向传感器网络的服务管理,提出了基于推理的上下文感知工作流来构建传感器网络服务.通过提取传感器数据的语义信息,实现了上层业务逻辑和底层传感器数据的松耦合,实现了传感器网络的资源重用.此外,改进了Web 服务...     

Mpu-6050型6轴运动传感器角速度标定实验研究

为了获得Mpu-6050型6轴运动传感器的三轴角速度性能,在自制的传感器标定实验装置上,利用伺服电机进行了传感器标定实验.获得了传感器角速度测量值与采样值的关系及测量范围.并进行了线性拟合,建立了传感器输出角速度的经验公式,为该传感器在气动柔性机械手中的应用奠定了基础.     

局部放电高性能电流传感器的设计

设计了一种基于罗氏线圈的高频电流传感器,对高频等效电路模型进行了理论计算,分析了影响传感器性能的各项参数.然后用Matlab软件对传感器进行仿真,总结参数变化对传感器性能影响的规律,最终确定适合本设计的传感器参数.最后对传感器加装处理电路,实现信号幅频响应通带到阻带快速降落的良好边界性能.测试结果表明,在特定频段内该传感器具有频带宽、灵敏度高及通带到阻带降落迅速等特点,性能良好.     

电缆偏心检测系统中偏心传感器性能的研究

为了研究电涡流式电缆偏心检测系统中的偏心传感器性能,依据电涡流测距原理,利用PC机和以单片机为核心的数据采集器,研制了电缆偏心检测的静态实验系统,并进行了静态运行实验．结果表明,在保证偏心传感器稳定的条件下,工作频率要尽量高;用同样的偏心传感器探头检测时,检测灵敏度随着电缆线芯直径的增大而变高;保持传感器探头尺寸不变,只改变线圈匝数对检测灵敏度影响甚微．     

温度传感器动态特性完全补偿方法研究与补偿电路设计

分析了温度传感器动态特性的一阶系统模型和二阶系统模型,指出了其中的二阶系统是非欠阻尼系统、两个系统的阶跃响应有相似性和共同点,进而提出可以将温度传感器动态模型统一简化为一阶系统模型.推导了能够将该一阶系统补偿成理想全通系统的补偿电路传递函数,设计了能实现该传递函数的有源滤波电路,给出了依温度传感器热时间常数设计电路元件参数的公式.指出信号转换电路输出电压与传感器体温度成线性比例关系、补偿电路和信号转换电路有足够宽的通频带,是用硬件实现温度传感器动态特性完全补偿的两个必要条件.     

一种新型微纳无线湿度传感器的研制

研究了一种新型微纳无线湿度传感器的研制方法,该传感器是通过介电泳技术把ZaO纳米棒定位在自行设计的微电极中间。ZnO纳米材料具有巨大的比表面积和界面,利用ZnO纳米结构对湿度具有很好的吸附和解吸附性能可以制作一种湿度传感器。通过基本传感特性的测试,证实了该传感器具有良好的重复特性和较高的灵敏度。另外,通过GSM Modem,将该传感器与温度传感器相结合,制成一种家用无线温湿探测系统,能使用户很方便地了解室内的温湿信息。     

高精度星敏感器结构设计与标定

星敏感器是一种高精度的姿态敏感测量仪器。研究了星敏感器的结构设计和精度标定方法,通过大视场、大相对孔径的轻小型光学系统的设计,减小光学系统的测量误差;介绍了星敏感器的遮光罩和焦平面组件的设计方法,给出了星敏感器的精度标定方法,利用该方法来最大限度地减小系统误差。使用莱卡经纬仪进行标定实验,证明星敏感器精度满足单星精度小于等于3″的设计指标。     

一种新型灵敏度可调式光纤光栅传感器

以光纤光栅为敏感组件,设计了一种嵌入式等强度悬臂梁结构的灵敏度可调式光纤光栅传感器．将传统的感测片长度固定的传感器架构设计为感测片部分嵌入主架构的传感器,通过改变悬臂梁感测片长度来达到灵敏度调节的效果．由理论分析和振动、位移灵敏度调节实验验证,此传感器装置可以达到调节灵敏度的效果,而且可调节范围较广．     

A Descriptor System Approach of Sensor Fault State Estimation for Sampled-data Systems

基于广义系统理论的数据采样系统传感器故障状态估计

周振华¹,王茂²,杨博媛¹

（1.常州工业职业技术学院,江苏 常州 213000;

2.哈尔滨工业大学 空间控制与惯性技术研究中心,哈尔滨 150001）

创新点说明：

1）采用采样数据系统离散化的处理,设计观测器来估计传感器故障;

2）用广义系统方法研究正常系统观测器的设计与实现方法;

3）利用线性矩阵不等式（LMI）方法讨论观测器存在的充分条件。

研究目的：

利用线性矩阵不等式（LMI）方法隔离和估计数据采样系统的传感器故障。

研究方法：

采用对采样数据系统进行离散化的方法,得到离散时间模型。然后构造一个描述传感器故障的离散系统的广义系统,在广义系统表示的基础上,设计了一组观测器来隔离和估计传感器故障。这些观测器可以用线性矩阵不等式（LMI）技术来合成,并导出了这些观测器存在的充分条件。

研究结果：

主要成果体现在利用线性矩阵不等式（LMI）方法讨论观测器存在的充分条件（文中定理1和定理2）。

结论：

1）研究了传感器故障样本数据系统的故障估计方法,在离散广义系统观测器设计的基础上,提出了一种新的采样系统传感器故障估计方法。

2）建立了离散广义系统观测器收敛的充分必要条件,并用一组线性矩阵不等式LMI来表示,导出观测器存在的充分条件。

3）最终数值仿真实例验证了该方法的有效性。

关键词：故障隔离与估计;数据采样系统;广义系统;线性矩阵不等式（LMI）

     

一种星敏感器光机系统结构设计与杂光分析

星敏感器是航天器实现高精度测量的重要组成部分,其姿态测量精度和指向精度都可以精确到角秒级.星敏感器的灵敏度很高,外界因素容易影响星敏感器测量的精度,杂光对星敏感器高精度测量的影响程度最大.根据应用指标,进行了一种改进型卡塞格林光学系统的结构设计,并通过模拟仿真,对系统的消杂光结构进一步实现了优化设计.利用增加主遮光罩叶片外倾角度、设计消光螺纹、加遮光筒长度、加大遮光筒直径等方式,完善星敏感器光学级系统自身的消杂光能力.最后进行整个光机系统的杂散光仿真分析,验证优化设计后的星敏感器光机系统符合应用要求.     

基于PC机的位移传感器的线性补偿

在单自由度磁悬浮系统中,为了得到转子的稳定悬浮,必须由系统中的位移传感器提供转子的准确位置信息。这就要求对传感器测得的电压信号进行处理,电涡流传感器线性范围很小,在很大范围内是非线性的,从而限制了其测量范围。为了使转子能在很大范围内稳定悬浮,需要对传感器的信号作线性处理。文章根据所测得的电涡流位移传感器的特性曲线,用软件补偿的方法对此传感器进行线性补偿,从而扩大传感器的线性范围。实践表明,经此方法对传感器线性补偿后,扩大了转子的稳定悬浮范围。     

神经网络数据融合在位移传感系统中的应用

温度漂移误差是位移传感系统的主要误差之一.为了提高位移传感器输出的精度与稳定性,可以把位移传感器的输出与温度传感器的输出进行数据融合.提出一种基于RBF网络(径向基函数神经网络)的多传感器数据融合方法,把位移传感器和温度传感器的输出送入融合中心,通过RBF网络的学习训练,得到稳定的位移输出.实验表明:在相同的温度波动情况下,位移传感器的输出稳定性比原来提高了约4倍.该方法在位移传感系统减小温度漂移的应用中十分有效.     

用于道路安全预警的结冰传感器的应用研究

为了监测道路表面的结冰状况并开发有效的道路结冰预警系统,结冰传感器起着至关重要的作用,而且它必须对结冰厚度以及结冰速率非常敏感. 然而,目前国内外已有的结冰传感器还无法达到这种要求. 研发了用于道路安全预警的结冰传感器,使得道路结冰安全预警成为可能. 通过室内实验先对该道路结冰传感器进行了标定,得出了结冰厚度与结冰频率的对应关系,使其能准确的测定路面结冰厚度的具体数值;然后通过室内实验模拟路面结冰的过程,分别在不同环境温度条件下监测结冰厚度和结冰速率,得出了结冰厚度与时间的对应关系曲线,验证了其可靠性. 实验结果表明:该结冰传感器灵敏度较高,其测量精度达到0.1 mm; 能探测到结冰厚度的具体数值以及结冰速率的变化趋势,而且实验结果能够在上位机上直观地显示出来. 因此,研发的结冰传感器可以应用于道路并监测结冰厚度和结冰速率,从而为道路结冰安全预警系统的建立打下基础.