新型解析冗余关系法在传感器故障诊断中的应用

介绍了多容水箱系统所有可能出现的故障类型,并分析了多容水箱系统的结构与特点。利用基于键合图模型的新型解析冗余关系（ARR）方法对多容系统中传感器故障进行了研究。根据键合图理论给出了多容水箱系统键合图模型,通过在系统键合图中加入观测信号和虚拟传感器的方法建立系统的诊断键合,根据诊断键合图模型得到系统的ARR。通过分析诊断键合图的因果关系构建系统的故障特征矩阵。利用20-sim键合图仿真软件对各类故障进行仿真分析,验证了基于键合图模型的新型ARR方法在传感器故障检测与隔离方面的可行性。     

基于功率键合图和Matlab／Simulink的液压激振系统的建模及仿真

液压振动系统是采用激波器控制的机电液一体化系统,具有高动态特性。运用键合图方法建立液压振动系统的键图模型,提出将控制参数加入键图模型,用于控制液压振动系统功率流向的交替变化;根据键合图理论和控制关系建立系统的数学模型;并利用Matlab／Simulink仿真软件建立其仿真模型,可以直观地表达系统的功率流向和控制关系;根据液压振动系统模型易产生病态的特点,利用Matlab提供多种求解方法的优势,设置合理的仿真参数以得到更精确的仿真结果;利用键合图方法的扩展功能和Simulink建模的模块化可以深入研究系统中受关注的任何子系统,为液压振动系统的设计和应用提供理论依据。     

基于键合图的电力电子电路建模与仿真

随着DC-DC变换器的实际应用领域的不断扩大,人们对变换器系统的稳定性提出了更高的要求,因此,精确而有效的建模和仿真对于变换器的发展有着重大的意义。本文以电力电子Buck电路为例,提出混合键合图模型和键合图平均模型两种模型,这两种模型都是在键合图建模理论的基础上,根据电路中开关控制方式的不同而得到的。首先经过分析得到Buck电路的两种键合图模型,并在GME(Generic Modeling Environment)软件中搭建模型,然后通过该软件将它转换为Matlab框图模型并仿真,最后将仿真结果与实际电路模型的输出波形进行对比分析,验证了两种模型的可行性和正确性。     

基于键图的机电作动系统的建模与仿真

多电/全电飞机的关键技术之一就是飞控系统中的机电作动系统设计.在Ghosh和Bhadra所建立的电机键合图模型基础上,根据机电作动系统的原理和结构,应用功率键合图理论对机电作动系统各部件进行了研究,在此基础上建立起了机电作动系统的统一扩展键合图模型,并利用现有键合图软件对系统进行了仿真和分析.仿真结果符合预期的设计要求...     

光纤环的热致非互易性噪声理论与实验研究

研究了光纤环非稳态传热过程中的非互易相位噪声特性.根据光纤陀螺在实际应用中环境温度的干扰,通过有限差分法,建立了光纤环时变温度场分布模型,对光纤环在非稳态传热过程中的温度场进行了模拟分析.在此基础上,针对不同绕制结构的光纤环,对其温度漂移进行了数值模拟和比较.实验表明,交叉子绕线方案能更好地抑制光纤环热致非互易噪声的影响,从而能提高干涉型光纤陀螺的长期漂移精度.     

矿用电动轮车交流传动系统的建模与仿真

矿用电动轮自卸车的交流传动系统是一个复杂的多能域系统,主要由功率变换器和电机组成。采用可调变换器附加导通电阻Ron的方式建立功率变化器开关器件的键合图模型,并以其为基本部件建立功率变换器的键合图模型。根据其建立的模型在所有开关模式下具有同样的因果关系,不需要因为系统模式的变化而重新指派计算因果关系。根据d-q坐标系下电机的等效电路图建立电机的键合图模型,并由键合图模型推导出电机的状态方程。采用MTLAB/Simulink和20-sim软件对功率变换器和电机的键合图模型分别进行仿真,实验结果验证了模型的正确性,说明键合图理论能够用于复杂多能域系统的统一建模。     

基于神经网络的开环光纤陀螺误差补偿方法

根据开环光纤陀螺线性度课差随角速度增大而增大的特性,提出了在大角速度情况下应用神经网络对陀螺误差进行建模并补偿,在小角速度时对陀螺输出数据进行平滑滤波以抑制噪声的分段误差补偿方法.在速率转台上对开环光纤陀螺(VG941)进行测试并采集了测量范围内陀螺的多组实际输出数据,基于这些数据对单输入单输出的神经网络进行训练,得到了开环光纤陀螺的神经网络模型.在所得模型基础上,对整个测量范围内的陀螺原始输出数据采用分段补偿方法进行了陀螺误差补偿,并使开环光纤陀螺最大线性度误差由15%下降到0.3%,提高了开环光纤陀螺的测量精度.实验结果表明基于神经网络的开环光纤陀螺误差补偿方法对提高开环光纤陀螺的精度、扩大其应用范围具有实用价值.     

键合图在火电厂热工对象建模中的应用

针对火电机组这种复杂的多能量转换系统,功率键合图以能量守恒定律为依据,用4种统一的物理变量表达不同的工程系统,在机、电、液、热等多种能量范畴的耦合系统建模中具有独到优势。在研究热工对象汽包的工作过程基础上,利用功率键合图理论,将其分解划分为相关键图子系统,通过连接各子系统键图模型综合得到汽包对象的键合图模型,并推导了该模型对应的数学描述,通过仿真验证了键合图模型的精确性,为热工对象的建模提供了一种崭新方法。     

基于20-sim软件的非线性电路仿真

利用20-sim软件的功能,可以对非线性电路进行直接面向方程的仿真分析,也可以在现有非线性电路的基础上,转换成相应的键合图模型,利用键合图理论进行仿真分析.为了对这两种仿真分析方法进行对比分析,选取杜芬方程作为研究对象,提出了运算放大器的键合图模型,分别用图形化的方法与键合图方法进行了仿真,并对两种方法进行了结论性的比较.     

基于键合图的汽车悬架系统建模与仿真

键合图是一种图形工具,它可以清晰形象地描述系统内部的能量结构.文中给出了功率键合图理论对汽车1/4、1/2悬架系统建模的详细方法,建立了1/4、1/2悬架的键合图模型.对1/2悬架键合图模型进行仿真时,文中没有采用传统的推导状态方程方法,而是将键合图模型按照键合图与方块图的转化关系直接转为方块图模型,再利用MATLAB软件的Simulink工具箱对1/2悬架的方块图进行建模仿真.给出了仿真模型,得到了较好的仿真结果.验证了键合图结合方块图理论对系统建模和分析的优越性.     

Development of an automated fiber optic winding machine for gyroscope production

Fiber optic gyroscopes (FOGs) present an increasingly attractive solid-state alternative to the traditional spinning-mass gyroscopes. FOGs additionally present a potential cost benefit over ring laser gyroscopes (RLGs), as they require no inherently expensive mirrors or other mechanical components. However, the potential cost benefit has yet to be realized. At the heart of a FOG is a sensing coil comprised of several hundred meters of several kilometers of optical fiber, wound in one of several special patterns designed to improve gyroscopic performance. Winding a fiber optic sensing coil traditionally is performed on a semi-automated machine with the constant involvement of an operator. It is a complex process that can take as much as a week to complete. This paper describes the development of a fully automated fiber optic winding machine capable of accurately winding several different coil patterns, incorporates active tension control during winding, and includes a vision-based, automated error detection and correction system for improved reliability. The resulting machine can reduce winding times by as much as an order of magnitude.     

复合张力模糊控制系统设计

张力控制是光纤弹性材料缠绕工艺中的一项关键技术,它直接影响到缠绕制品的质量,因此提出一种基于线速度差张力产生原理、交流伺服电机和微特直流力矩电机为施力机构的复合张力控制系统总体方案,实现对张力的精密控制;在对复合张力控制系统进行了建模分析基础上,模拟真实光纤环缠绕环境,采用模糊控制策略,仿真验证了复合张力控制系统的控制效果,表明复合张力模糊控制系统具有响应快、超调量小及精度高的优点。     

基于位移控制的线圈自动绕线系统研究

在电磁式力触觉再现系统中,电磁铁线圈绕制质量的好坏直接决定了力触觉再现的真实感和沉浸感。该系统基于手摇绕线机、步进电机、电缸平移台、张力控制器、STM32单片机等模块,设计开发了大尺寸电磁铁线圈自动绕制系统。研究了以STM32为核心的精准排线控制算法,实现了大尺寸空盘片骨架自动绕线排线工作。以实际绕制的线圈为研究对象,通过与人工绕制线圈的效果对比,验证了排线算法的可靠性和稳定性;通过测量线圈的电阻值与理想值的对比,证明了线圈绕制质量的可行性。该系统为大尺寸线圈绕制提供了有效的解决方案,对促进力触觉的发展具有重要的研究意义。     

A Highly Integrated Automatic Fiber Optical Gyroscope Sensing Coil Winding System

International Journal of Control, Automation and Systems - Fiber optic gyroscope (FOG) is a new type of optical sensor used to measure the rotating angular velocity. As the core component, fiber...     

一种光纤陀螺漂移数据建模和滤波技术在捷联罗经法自对准中的应用

针对基于高精度光纤陀螺仪(FOG)的捷联惯导系统开展研究.采用时间序列分析法对光纤陀螺随机漂移进行分析,建立自回归滑动平均(ARMA)模型,并在捷联惯导系统罗经法自对准过程中对光纤陀螺漂移数据进行实时滤波估计.样机实验结果表明,所提出的方法可以有效地提高光纤陀螺捷联惯导系统罗经法自对准的精度.     

全自动变压器绕线机自动排线控制技术研究

采用传统人工控制技术受到人为因素影响,在排线过程中出现惯性误差,导致控制效率较差,对于实现全自动变压器绕线机的高效率运行,提出了伺服自动排线控制技术的研究。根据绕线机主要设备,分析张力产生原因。使用三菱伺服驱动器,根据执行时发送的脉冲指令改变发送脉冲频率,在指定时间内使漆包线机构跟随绕线机主轴转动,由此获取排线时序图。根据时序图设计具体排线方案,通过调试确定惯性补偿系数,保证绕线能够平滑移动,改善惯性误差,实现恒定张力控制。通过调试结果可知,该技术最高控制效率可达到90%,为线圈绕制中绝缘带的张力控制和轴向紧密度提供保证。     

三线圈内外层电感磨粒传感器研究

磨损颗粒是造成机械故障的重要因素,对磨粒的检测一般采用螺线管传感器。以螺线管传感器为基础,研究线圈多层缠绕的情况,并提出一种三线圈内外层结构传感器。依据电路理论,推导传感器工作等效电路和多层线圈磁感应强度、电感公式。基于Maxwell软件,比较内外层式和平行式磨粒传感器的磁场,分析线圈缠绕层数对传感器输出特性的影响。仿真结果验证了公式的正确性,为多层线圈磨粒传感器的设计、优化提供了基础。     

数控纤维缠绕机精密张力控制系统的研究与开发

纤维缠绕过程中张力控制是缠绕工艺中的一项关键技术，它直接影响到缠绕制品的质量。通过对纤维缠绕过程中张力的产生和张力控制方法的分析，建立了张力控制系统各部分的数学模型，介绍了一种张力控制系统的总体方案设计、控制原理及实现方法。     

光纤捷联惯导系统角加速度误差补偿技术

以实验室自行研制的光纤陀螺及其捷联惯导系统为基础,从光纤陀螺的传统标定模型入手,在进行角加速度补偿前,通过与转台激发出的角速度与光纤陀螺测量值做对比,得出系统在有大角加速度的情况下,光纤陀螺测量值与转台实际角速度值会有很大的误差,光纤捷联惯导系统姿态误差会在很短的时间内被放大。角加速度误差补偿后,在有明显角加速度的情况下,光纤陀螺能够准确测量转台的角加速度,捷联惯导系统解算精度明显提高。