基于MEMS陀螺仪和加速度计的动态倾角传感器

仿人形机器人各关节的姿态及重心位置是其步态控制研究的关键.为了获得这些姿态数据,设计了一种基于MEMS陀螺仪和加速度计的低成本动态倾角传感器,利用卡尔曼滤波算法将陀螺仪和加速度计输出的数据进行滤波融合,解决了加速度计因机器人的线性加速度而无法准确测量其动态倾角、陀螺仪因存在漂移等而长时间测量精度不高的问题.实际测试结果表明,所设计的传感器能够测量动态倾角并具有较高的精度,可以满足仿人形机器人姿态控制的需要.     

两轮小车姿态检测与平衡控制研究

在两轮自平衡小车基础上,完成了基于加速度计和陀螺仪的姿态检测,运用互补滤波算法对数据进行了融合处理,结合PID控制器,实现了小车的自平衡及运动控制。绘制了各传感器及融合后的数据波形,通过实际的运行,表明了该方案可以实现两轮自平衡小车的精确控制。     

基于ARM微控制器的动态倾角传感器设计与制作

使用ADXRS150角速率陀螺仪设计了一种动态倾角传感器的电路,并基于ARM7LPC2210作为微处理器编写了程序,对传感器的输出数据进行处理.经过实验,验证了所设计动态倾角传感器的有效性.并且将该传感器与一款固体摆传感器的性能作了比较,证明了该传感器的动态测量性能优于固体摆传感器.     

基于偏振光传感器的无人机姿态组合滤波算法北大核心CSCD

针对惯性导航易受运动加速度影响和GPS与磁力计导航易受到电磁干扰影响等问题,提出了一种偏振光辅助惯性导航的无人机航姿估计算法。利用大气瑞利散射模型获取最大偏振矢量,辅助惯性元件实现了基于PI互补滤波的姿态四元数更新算法;对陀螺仪、加速度计和偏振光传感器信号进行粒子滤波的融合修正。实验结果表明:该方法解算的姿态角在静态条件下性能稳定,抑制了传感器噪声;同时在运动情况下准确性大幅提升,具有更好的动态解算精度。     

基于原子体系的量子惯性传感器研究现状

惯性传感器的性能直接决定了惯性导航系统的精度。基于原子体系的量子惯性传感器有望在更小体积和更低成本下达到传统惯性传感器的性能,且理论上可以获得比现有技术更高的测量灵敏度和长期稳定性。近些年随着量子精密测量领域的快速发展,量子惯性传感器的实用化和工程化方面研究进展显著,未来通过替代传统加速度计和陀螺仪,有可能形成高度集成、低功耗和低漂移的量子惯性导航系统。文章简要介绍了基于原子体系的量子惯性传感器的基本原理,总结了以原子干涉陀螺仪、原子自旋陀螺仪、原子干涉加速度计、原子干涉重力仪和重力梯度仪为主的量子惯性传感器研究现状,并对有待解决的关键技术问题进行了梳理和分析,可为量子惯性传感器的发展提供参考。     

传感器非线性动态模型及其辨识的研究

0 引 言 本文针对一种典型的非线性传感器——力平衡式闭环传感器,研究了其非线性动态模型及辨识问题。在分析了该传感器动态非线性的产生机理后,给出了传感器非线性动态模型的数学描述,研究了非线性传递函数的频域估计方法,最后通过传感器实验证明了上述研究方法的可行性。     

用非线性逆滤波改善传感器动态特性的研究

在测量系统中许多传感器存在着严重的非线性静态特性和响应滞后的动态特性，当被测量对象的变化率高于传感器的响应速度时，测量结果与真值之间存在较大的误差。为了补偿这个测量误差。采用了一个由无限响应的IIR滤波器和静态非线性环节构成的非线性滤波器去减小误差。IIR滤波器的系数通过实验数据得到，它是传感器的动态逆模型；非线性静态环节采用模糊小脑神经网络(FCAMC)实现。并通过对热敏电阻动态测量误差的补偿，验证了该方法的有效性。     

基于系统辨识与数据融合的动态倾角测量的研究

本文通过分析惯性传感器无法准确测量动态倾角的缺点,提出一种数据融合算法,并分析参数a的取值对数据融合结果的影响,发现算法尽管能够抑制动态加速度的干扰,但波形存在过冲.最后利用系统辨识建立因果递归系统,消除过冲,弥补数据融合的缺点.实验结果表明,通过系统辨识对数据融合算法的优化,倾角传感器能够得到准确的动态倾角值.     

气压阀控缸系统动态特性的研究

在气压伺服系统控制中,高压空气的可压缩性和伺服阀的死区与饱和特性使气压系统本身存在非线性。另外气缸活塞在不同位置时气缸两腔容积变化非常大,容腔内压力建立时间长短是不同的。这些对系统性能的提高是个障碍。因此建立一个简单、易用、可信的线性模型对气压系统设计来说是首要任务。首先将气缸固定在不同位置,采用阶跃信号辨识气缸两腔压力与阀芯位移的传递函数,获得气缸位置对压力的影响;然后在气缸运动情况下,辨识气缸压力对阀位移、气缸速度的传递函数。最后获得一个描述气压系统的线性模型。与采用工作点线性化方法获得的模型比较这种近似是合理可信的。     

微惯性仪表技术研究现状与进展

微惯性仪表是一类新型惯性仪表,也是当前研究热点之一.回顾了微机电加速度计及微机电陀螺仪的发展,比较了振动式微陀螺、转子式微陀螺及介质类微陀螺的结构特点,介绍了微惯性仪表及由微惯性仪表组成的微惯性系统在民用领域和军事领域的应用,简要阐述了发展微惯性仪表当前需要解决的关键技术.     

温度传感器动态特性研究方法分析及展望

阐述温度传感器动态特性研究现状，包括它的概念、动态标定方法、建立动态数学模型的方法和提高动态特性的方法，并分析了温度传感器动态特性研究中存在的主要问题。     

无级变速器湿式离合器动态摩擦系数对转矩传递影响的研究

因研究湿式离合器接合特性的需要,通过分析无级变速器湿式离合器的机械结构,建立了湿式离合器机械传动的数学模型,运用建立的数学模型,研究了不同动态摩擦系数斜率对传递转矩的影响。研究结果表明,对于具有正斜率特性的摩擦系数,其传递的转矩是收敛的,而对于具有负斜率特性的摩擦系数,其传递的转矩是发散的。研究结果为进一步研究湿式离合器的传动特性提供了理论基础。     

超声挤压膜动特性系数及影响因素研究

应用流体动力润滑理论建立了圆盘挤压膜的动特性系数模型,并应用非线性数值计算方法对模型进行了求解,给出了一些特定参数下的挤压气膜动特性系数。分析了稳态膜厚、激励振幅以及激励频率对动特性系数的影响,发现激励参数对挤压气膜动特性影响显著。最后对超声挤压膜的静态刚度系数进行了测量,并和理论分析数值进行了比较,发现两者在数量级上一致。     

新型轻便流速仪动态特性的研究

文章介绍了一种适宜近岸表层水域中测流用的流速仪,该仪器为旋桨式,受波浪影响小,动态特性好,可供测量海洋、港湾、江河、湖泊、水库、河口不同深度下(含表层)水流的速度和方向。作者根据测流中的实际问题,就流速仪的动态方程及其特性进行研究,并对转子式流速仪在水流中使用的局限性进行了探讨。     

新型轻便流速仪动态特性的研究

文章介绍了一种适宜近岸表层水域中测流用的流速仪，该仪器为旋桨式，受波浪影响小，动态特性好，可供测量海洋、港湾、江河、湖泊、水库、河口不同深度下（含表层）水流的速度和方向。作者根据测流中的实际问题，就流速仪的动态方程及其特性进行研究，并对转子式流速仪在水流中使用的局限性进行了探讨。     

基于传递矩阵法的机床主轴动态特性分析

机床主轴系统的振动是限制机床加工品质和生产率进一步提高的一个主要因素.根据机床主轴系统的组成情况,利用传递矩阵法对其进行分段建模,将主轴系统简化为梁单元、刚体单元和弹簧单元的组合,并建立了系统传递矩阵,求解出主轴的固有频率和相应振型,为其动态性能的进一步优化提供了依据.     

基于传递矩阵法的电主轴动力学特性分析

研究了电主轴主要的结构参数对电主轴动力学特性的影响。运用传递矩阵法,考虑了陀螺力矩、剪切、变截面等影响因素,建立了电主轴"转子—轴承"系统的多圆盘转子动力学模型,编程并计算了电主轴的前三阶临界转速、振型等动力学特性参数,分析了电主轴轴承轴向预紧力、支承跨距及前、后端悬伸量的变化对电主轴"转子—轴承"系统临界转速的影响和变化规律。结果表明:支承跨距和悬伸量在一定范围内对临界转速有显著的影响,通过研究为电主轴的结构设计和性能优化提供依据和指导。     

托架的动态特性研究

考虑到托架的稳定性对称重传感器误差标定装置测量精度的重要影响,因此有必要对托架在工作过程中发生受迫振动问题进行研究。通过CATIA软件进行参数化建模,基于模态分析和谐响应理论,利用ANSYS有限元软件求解得到托架的固有频率和振型以及托架结构在承受谐载荷时的稳态响应。其结果表明:第4阶、第6阶和第9阶类模态振动对托架的上部横梁和中部横梁影响最大。通过幅频曲线确定托架各个危险区域的共振频率,可为电机运行参数的选择和托架结构优化设计提供参考,从而也为避免称重传感器误差标定装置在实际工作中产生共振提供理论参考。     

离心式液氢泵的动力特性与传热特性分析

对输运液氢的离心式液氢泵进行低温结构设计与动力单元分析,叶轮是速度能转变为压力能获得高压流体的重要部件,对离心泵的稳定输出特性有较大的影响。其中,转子(包括转轴和叶轮)是连动部件,也属于低温泵结构性传热部件。对应用于储运系统的某小流量高压头的离心式液氢泵的叶轮和转轴部件,进行功能分区,利用CFD内嵌模块对其进行数值计算。根据运行系统中输送载荷,对低温条件下的转子部件进行热-结构耦合瞬态应力应变分析,获得其动力特性;采用流固耦合方法,对叶轮区的流体域进行数值计算,分析不同流体载荷下叶轮表面应力分布;对低温离心泵轴-叶轮的传热区进行设计,分析低温-室温隔热效果,为离心式液氢泵的设计研发、结构优化和性能改进提供理论依据和参考。