光自闭环快反镜的控制器设计

随着人们对激光束指向精度要求越来越高,对快速反射镜控制技术的要求也相应提高。快反镜控制器主要由控制算法与硬件电路组成。文中设计了光自闭环快反镜的控制器。以DSP F2812芯片为控制核心,DB6236 H桥功率转换芯片为驱动核心。配合电流采样电路以及以CMOS芯片为采样核心的光斑检测电路,完成控制器硬件电路设计。采用增量式离散不完全微分PID算法抑制快反镜工作方向谐振,提高控制器控制带宽。编写DSP控制程序,完成电流读取、光斑质心读取以及多环控制计算。完成快反镜机电系统搭建,并测试其控制误差以及控制带宽。     

用于液体测量的音叉结构设计及其谐振特性研究

音叉可用于测量液体介质密度、黏度,以及进行液位控制,具有精度高、可在线测量的优点,在生产中具有广阔的应用前景。文中介绍了谐振式音叉传感器的工作原理,提出了一种音叉的设计结构,利用正压电效应和逆压电效应实现了音叉的振动激励与检测。采用有限元方法分析了音叉固有频率与叉体长度等尺寸的关系,提出音叉谐振频率测量方法,最后通过试验完成结构验证。     

快反镜辅助的回转刀具磨损状态在机检测技术研究

在机检测技术可实现刀具在工作状态下的实时检测,有助于及时发现刀具质量问题,并提高检测效率.基于机器视觉技术,本文将快反镜用于辅助工业相机直接拍摄旋转状态下的刀具图像;建立了图像采集系统,研究了快反镜偏转关系模型,并在此基础上开发快反镜控制程序;在获取刀具图像后,基于OpenCV库进行图像处理,获取刀具磨损面积值;将该检测系统应用于工业机器人铣削实验平台上,实验结果验证了该技术的有效性.     

大负载纵弯谐振变幅器谐振特性的研究与试验

大负载功率超声纵弯谐振变幅器在旋转超声加工、超声清洗、金属疲劳检测等领域应用广泛,针对大负载工具的应用现状,对阶梯环盘负载与变幅杆组成的功率超声纵弯谐振变幅器进行了设计研究。基于Mindlin中厚板理论,建立了纵弯谐振变幅器的振动模型,推导了频率方程与变幅器振型解析表达式,设计了不同材料大负载功率超声纵弯谐振变幅器。通过阻抗分析试验和超声谐振试验对所设计的变幅器进行了谐振特性研究。对比试验结果证明:大负载功率超声纵弯谐振变幅器的谐振频率与设计频率相比最大误差为4.95%,理论计算与谐振试验得到的三环盘振幅曲线的整体形态一致,零振幅位置最大偏差为6.51%,变幅器作纵弯谐振,为超声谐振系统的设计与应用提供了技术参考。     

电液激振器的谐振特性研究

电液激振器作为疲劳试验机的关键部件,其发展趋势是向着高频率发展的同时,能保证其较大的激振力输出,以满足工程试验对激振器的高频率大激振力的需求,为此电液激振器的谐振特性研究显得尤为重要。电液激振器系统是由2D阀驱动单出杆液压缸活塞以某一振动中心位置作周期性往复运动。根据流体力学和系统动力学的理论对该系统进行数学建模。通过实验研究与分析发现,随着电液激振器的激振频率的上升,激振力的输出会逐渐减小,但在中间的某个频率段激振力会突然增大,且输出波形更趋近于正弦波,因此可以确定在这一频率段激振器发生了谐振。     

高频电液振动台谐振特性研究

传统电液振动台的工作频率受伺服阀频宽的制约难以提高到较高的水平,为了解决这一难题,提出一种由2D激振阀和数字伺服阀联合控制差动式液压缸所构成的新型高频电液振动台,旨在大幅提高电液振动台的振动频率。阐述了高频电液振动台的工作原理并建立其数学模型,利用Simulink构建了系统仿真模型,对高频电液振动台在谐振点工作时的振动波形进行了仿真研究。为了验证理论分析以及高频电液振动台在谐振点时实际输出的振动波形,设计了高频电液振动台并进行了实验研究。实验结果表明:高频电液振动台的振动频率由2D激振阀阀芯的转速决定,当2D激振阀的激振频率与电液振动台的固有频率相等时,振动台输出的幅值会被突然放大(即产生谐振现象),过了谐振点后振动台输出的幅值则会快速下降。     

燃油测量系统设计研究

为满足现代飞机对燃油测量系统的高性能需求,提出了一种现代飞机燃油测量系统的技术方案。通过密度补偿、介电常数补偿和飞机姿态补偿等方法提高了系统测量精度;采用全机油量和耗量测量相结合的方式,实现燃油测量的双余度模式并弥补以往设计的不足,提高了系统的可靠性;通过增加信号告警设计,增强了系统的安全性。结合燃油测量的关键技术,提出了解决燃油测量系统工程化问题的解决措施。     

高速车体与吊挂设备的谐振特性研究

建立了高速车体与吊挂设备的动力学模型,分析了车体与设备的谐振特性,得到了二者之间的频率关系。根据整备模态测试结果,分析了车体与吊挂设备在垂弯、扭转、菱形三种工况下的幅频特性,并分析了不同的弹性悬挂刚度下车体及设备测点的位移响应,从而得到车体与设备的谐振频率点及弹性悬挂刚度取值范围,有效降低车体及设备的谐振水平,为高速车体及吊挂设备的设计及选择提供参考和依据。     

光雷一体化测量系统的谐振特性及组合补偿

针对光雷一体化测量系统中复杂谐振对伺服单元的不利影响,提出了采用自适应陷波器及观测器滤波反馈组合实现谐振补偿的方法。首先,结合机械结构及频响测试结果分析了系统的谐振特性,指出系统存在雷达天线谐振、雷达机体谐振和天线高阶及轴系耦合谐振等3类主要谐振模式,并求得谐振特性随俯仰角变化的规律。讨论了对这种复杂谐振的补偿方法,提出采用自适应陷波器补偿雷达天线和雷达机体谐振,并利用Kalman观测器滤波反馈抑制天线高阶及轴系耦合谐振的方法。结果表明：经过谐振组合补偿后,各类谐振均得到有效抑制,速度环闭环带宽期望值达到了115 rad/s,阶跃过程过渡时间为0.35 s,在保证闭环控制稳定性的同时满足了系统带宽要求。     

基于高速DSP新型目标特性测量系统设计

高速数字信号处理技术的发展,使目标特性测量的方便、快捷、实时和多种模式的综合测量成为可能,本文按照时域频域相互转化的原理,将高速DSP应用于目标特性测量系统设计中,提高系统的性能和灵活性,在实际测量中取得RCS和一维成像结果,具有重要的应用价值.     

液压颤振器的谐振特性研究

建立了一种单作用液压颤振器的简化振动模型,并推导出谐振频率。采用ANSYS分析了液压颤振器的流固耦合振动模态。实验研究发现,发生谐振时的振幅有显著增加,谐振时的波形明显比非谐振时好;另外,流固耦合作用使系统谐振频率小幅下降,发生谐振的频宽变大。     

轴齿轮超声谐振振动系统设计

相对于传统的加工方法,超声研齿加工具有较高的效率和较好的齿面质量。依据一维波动理论,设计了一种普通变幅杆和带轴的锥齿轮组合形成的复合变幅杆,使其达到所需的谐振频率。然后通过有限元的方法对所设计的复合变幅杆与所选用的换能器组成的超声研齿系统进行分析,验证了理论设计方法的正确性。并在此超声研齿系统的基础上,从带轴的锥齿轮的结构出发,分析了锥齿轮部分结构参数的变化对轴齿轮超声研齿系统的谐振频率和振幅的影响规律,为轴齿轮超声加工系统的设计提供了依据。     

谐振式无线能量传输距离特性研究

谐振式无线能量传输技术是一种利用近区非辐射磁场的强磁耦合实现的无线电能传输技术。文章首先阐述了谐振式的工作原理,然后通过实验研究了系统参数、传输距离与传输功率和传输效率之间的关系,得出:系统的工作频率接近谐振频率就可以获得较高的传输效率,发射线圈和接收线圈之间有个最佳的功率传输距离。     

辐射场型压电振子的谐振特性研究

介绍了一种新型的辐射式场压电薄膜.采用有限元软件ANSYS建立辐射场螺旋电极振子有限元模型,仿真压电振子的横向振动响应.通过分析振子的谐振响应,获得了螺旋型电极参数对压电振子谐振频率的影响规律.利用阻抗分析仪对辐射场型螺旋电极压电振子的谐振频率进行了实验测试,并与仿真结果进行了对比,两者基本吻合,验证了有限元模型的可靠性.此外,研究结果表明,采用直径较大的PZT,可以明显减低振子的谐振频率,且在相同的激励下,获得的应变较小.     

机动车辆质量质心测量系统设计研究

根据静态称重原理及重量反应法,设计研制了机动车辆质量质心测量系统,实现大型机动车辆质量和质心测量。描述了该测量系统的结构组成,给出了机构的测量原理、测量方法,并进行了质量质心的测量误差分析,结果表明该系统能达到较高的测量精度。针对举升测量过程,提出自由度控制策略确保了试验系统的测量精准、安全可靠性。     

研究堆水下γ测量系统设计

在研究堆退役工程的源项调查工作中,采用先进的水下γ测量技术,获得准确的辐射场分布是很重要的工作。传统γ测量方法给实际的测量工作带来很大困难,根据传统测量技术的不足特设计了一套水下γ测量系统。文中介绍了研究堆水下γ测量系统的工作原理、系统组成、系统特点及系统性能,为以后水下γ测量系统的设计提供了先进经验,因此该系统的设计具有很重要的理论意义和实用价值。     

嵌入式姿态测量系统设计与仿真

为了满足日常生活、生产中对姿态测量的需求,针对嵌入式系统的特点,设计了一种运算量较小的姿态测量算法。直接使用加速度计和地磁传感器来计算姿态角,然后利用卡尔曼滤波融合陀螺仪的输出,达到误差补偿和弥补加速度计动态性能差的目的。为了避免俯仰角和横滚角误差对航向角计算的影响,还设计了两步更新,使用一步更新后的俯仰角和横滚角来计算航向角。实验结果表明,姿态测量的精度满足要求,同时也达到了减少运算量的要求。     

胶囊内窥镜弱磁场测量系统设计与实验研究

针对胶囊内窥镜磁定位方法的要求,设计出一种基于磁阻传感器和LabVIEW虚拟仪器技术的空间磁感应强度采集系统。该系统使用HMC1043型三轴磁阻传感器对永磁体的磁感应强度进行测量,然后设计了系统控制电路,对传感器输出信号进行滤波、偏置调零和放大等处理,由USB型数据采集卡采集并传输给PC机,通过LabVIEW进行数据处理和实时显示。最后建立了基于LabVIEW和HMC1043的永磁体弱磁感应强度测量系统,通过实验可知,该系统能够测量圆柱永磁体的磁感应强度,并将实验测得的磁感应强度与永磁体磁偶极子理论模型的仿真值进行了对比,发现误差非常小。结果表明,该测量系统设计是可行的和有效的。     

无线电子鼻测量系统设计与实现

介绍一种用于远程实时环境气体浓度精确监控的无线电子鼻网络节点设备,讨论了用于环境测量的电子鼻的节点设备组成和原理。同时考虑到气体传感器噪声及环境噪声对测量精度影响,建立了气体浓度测量的卡尔曼滤波模型,重点讨论卡尔曼滤波技术应用到气体浓度测量过程中,通过实验数据的结果确定了滤波器参数,提高了噪声影响下气体浓度的测量精度。