磁轴承系统中差动变压器式位移传感器的研究

设计了用于磁悬浮轴承系统中的差动变压器式位移传感器。从基本原理出发,结合磁轴承特点,提出了改进的传感器结构方案。利用线性差动变压器的专用芯片AD598作为传感器的测量电路。实验结果表明:所设计的传感器具有较好的性能:在-0.35~0.35mm测量范围内,线性度为±1.25%,灵敏度可高达23.77mV/μm,完全适用于磁悬浮轴承系统中。     

磁轴承动静不平衡扰动影响及其控制策略

磁轴承系统是磁悬浮飞轮储能系统的核心部件之一.由于加工精度以及设备安装精度等因素的影响,使得转子在转动过程几何轴与惯性轴不重合、磁场中心与质心不重合、位移传感器中心与质心不重合,使得磁轴承系统支撑的转子在旋转时会产生不平衡振动,影响转子的运行特征和稳定性.飞轮储能装置的转子由磁轴承控制,要抑制振动的关键就在于磁轴承控制器的设计.首先对磁轴承进行数学建模,随后对振动的产生和影响进行了数学分析,在分析的基础上提出了一种自适应迭代补偿的控制方法,随后通过仿真验证了上述方法对振动有一定的抑制作用.     

磁悬浮轴承转子位移自检测系统研究

研究一种无传感器磁轴承转子位置自检测的方法,该方法不需要专用的位移传感器,因为线圈的电感是转子位移的函数,故其两端的电压也为转子位移的函数,在磁轴承系统的线性功放的输入端注入一高频信号作为转子位置的测试信号,将线圈端电压经过谐振电路来提取含有位置信号的高频电压信号,再将电压信号进行精密半波整流后得到脉动的直流信号,最后,通过低通滤波器得到平滑的转子位移直流信号,经由PID控制器和功放对转子位移进行闭环控制,测试结果证明:此方法是可行的。     

无传感器磁轴承转子位置自检测原理研究

本文主要介绍了一种无传感器磁轴承转子位置自检测的方法,该方法不需要专用的位移传感器.由于线圈的电感是转子位移的函数,故其两端的电压也为转子位移的函数,在磁轴承系统的线性功率放大器的输入端注入一高频信号作为转子位置的测试信号,将线圈端电压经过谐振电路来提取含有位置信号的高频电压信号,再将电压信号进行精密半波整流后得到脉动的直流信号,最后通过低通滤波器得到平滑的转子位移直流信号,由PID控制器转换为转子位移的控制信号,仿真试验证明了该方法的可行性.     

基于AD698的半桥式电感位移传感器高灵敏度测量电路设计

针对主动磁轴承系统中电感位移传感器的高灵敏度设计要求,在对AD698芯片的输入输出特性进行了实验测量的基础上,对AD698的典型应用电路加以改进,提出了一种基于AD698的半桥式电感位移传感器高灵敏度测量电路设计方案。实验证明,相对于AD698的典型应用电路,这种方案能够显著地提高电路的灵敏度,并且输出电压的噪声没有明显增大。     

磁悬浮飞轮储能系统机电耦合非线性动力学研究

针对磁悬浮飞轮储能系统的"磁悬浮飞轮-发电机"机电耦合非线性动力学特性进行研究.通过推导磁悬浮飞轮储能系统在偏心条件下的动能、势能、发电机系统的磁场能以及系统的耗散函数,由Lagrange-Maxwell方程建立磁悬浮飞轮系统和两相四极永磁发电机系统的机电耦合动力学方程.采用数值法对0.6MW磁悬浮飞轮储能系统进行了仿真分析,研究结果表明,系统机电耦合非线性方程存在稳定的与转速同频的基频和三倍频周期运动解,且基频振动幅值比三倍频振动幅值大.对于稳定的磁悬浮储能飞轮机电耦合系统,飞轮转速增大,或磁轴承系统刚度减小或阻尼增大,或磁场能(电枢反应磁场能或永磁励磁磁场能)减小,可使系统的非线性振动幅值减小.而增大磁轴承系统的刚度,或减小磁轴承系统的阻尼,或增大系统的磁场能有可能破坏机电耦合系统的稳定性,使飞轮失稳.     

人工心脏磁悬浮系统涡电流位移传感器的设计

设计一种用于人工心脏的非接触式涡电流位移传感器。针对人工心脏磁悬浮系统特有的钛合金隔层结构,采用有限元分析涡电流位移传感器磁场,得到其结构参数;同时研制能实时监控传感器线圈绕制的装置,以提高线圈阻抗的一致性。经对传感器性能测试,结果显示所设计的涡电流位移传感器标准偏差为3.8%,灵敏度高于10%,能满足人工心脏磁悬浮系统的要求。     

高速磁悬浮机床主轴的离散变结构控制

研究了高速磁悬浮机床主轴的变结构控制, 建立了考虑切削过程的主轴 磁轴承系统动力学模型, 并以磁轴承为控制对象, 设计了离散变结构控制器来抑制主轴振动. 仿真结果表明, 变结构控制律对于阶跃、冲击及切削等扰动具有很强的抑制能力, 对系统模型摄动及复杂加工过程具有良好的适应能力.     

基于DSP的磁悬浮轴承控制系统的研究

介绍了磁悬浮轴承控制系统的组成、工作原理和数学控制模型以及基于DSP的磁轴承数字控制器的总体结构.控制方法上采用了非线性PID控制策略.实验结果表明,将DSP用于磁悬浮轴承数字控制效果良好,对开发数字控制磁轴承系统具有参考和应用价值.     

基于坐标变换的径向主动磁悬浮轴承容错控制

针对安装3个位移传感器的六极径向主动磁轴承,研究了基于坐标变换的位移传感器容错控制算法;在电流分配矩阵重构法的基础上,提出了基于坐标变换的执行器容错控制算法;并将这两种算法结合,提出了基于坐标变换的位移传感器和执行器容错控制算法;最后,在一个两自由度径向主动磁轴承实验台上对该容错控制算法进行了实验研究.实验结果表明,采用新容错控制算法可以最多在1个传感器故障和3个励磁线圈同时故障的情况下实现转子的稳定悬浮.     

Simplified ultra-tightly coupled BDS/INS integrated navigation system

Due to advantages such as low cost, small size, low weight, low power consumption, powerful capability of anti-jamming, and high dynamics, ultra-tightly coupled GNSS/MIMU integrated navigation systems are extensively used in projectile and precision-guided munitions. To overcome the nonlinearity of baseband signal processing and the complexity of the navigation filter, in this paper, we design a novel architecture for the ultra-tightly coupled (UTC) Beidou navigation satellite system (BDS)/INS integration based on the BDS B3 signal, including the combination of code phase and carrier phase dynamics baseband prefilter model, and the navigation filter navigation error propagation and measurement models. To eliminate the clock state components, i.e., the receiver clock offset and clock drift, the pseudorange, delta pseudorange, and delta pseudorange rate residuals obtained from baseband signal prefilters are differenced between two satellites. Based on the BDS/INS simulator, a test system for the UTC BDS/INS integrated navigation system is developed and UTC performance is evaluated. Some preliminary conclusions are formed about the effectiveness of the UTC BDS/INS integration approach.     

一种火车轮轨相对垂向位移视频检测系统

机车轮轨之间的相对位移是轮轨接触状态最直接的反映,为了监测列车运行的状态 及完善运行安全性机理,传统方法是采用基于传感器的接触式测量。针对其存在动态测量困难、 零漂大和抗干扰能力差等缺点,设计了一种火车轮轨相对垂向位移视频检测系统。该系统将相机 垂直安装在转向架上,激光源也安装在转向架上并使激光照到轨道上,利用相机、激光源和转向 架三者保持相对静止的特点,通过激光点在轨道图像中的纵坐标变化来测量轮轨的相对垂直位 移。最后,在无砟和有砟轨道两种不同条件下实现了机车轮轨相对垂向位移检测、数据显示和存 储。实验结果表明,该系统不仅能显示轮轨相对垂向位移,而且对检测环境有较强的适应性,这 对进一步探索和评价机车运行安全性机理有着重要的意义。     

磁致伸缩位移传感器双磁环间测量盲区的影响分析

为减小双磁环磁致伸缩位移传感器磁环间的测量盲区,对传感器在测量盲区内的输出信号进行了分析。从双磁环偏置磁场与磁环间距的关系进行研究,建立了双磁环磁致伸缩位移传感器的输出电压模型,计算了不同偏置磁场强度的双磁环在不同间距与放置方向时传感器的输出电压,并通过实验进行了验证。结果表明,磁环规格相同时,测量盲区的大小与磁环放置方向无关,磁环偏置磁场强度越小,磁环间的测量盲区越小,磁场叠加影响的电压幅值变化量也越小。且在传感器的测量盲区内,电压输出信号将会受到偏置磁场与电压输出波形叠加的影响,这两种因素都会导致传感器检测失效。该研究结果为多磁环位移传感器磁环的选型及减小传感器磁环间的测量盲区提供理论基础。     

基于相位测量的微波位移测量方法

为满足建筑结构全天候、高精度及低成本的位移监测要求,提出了基于相位测量的微波位移测量方法。该方法以微波作为全天候测量信号,利用高精度相位测量实现高精度位移监测,并采用低成本的标准频率器件搭建位移测量系统。实验结果表明:系统位移测量精度可达0.12 mm,并验证了系统具有全天候、高精度、低成本的位移监测特性。     

ptp通讯在锌电解供电优化系统中的研究与应用

以提高锌电解供电系统的自动化程度、实现网络控制为目的,在分析了系统总体结构和控制原理的基础上,重点讨论了ptp通讯在系统中的研究与应用;ptp通讯网络以S7-300PLC为主站,以两台晶闸管数字触发器为从站,实现电流给定和触发角反馈等信号的传输,其通讯协议简单,开发成本低,与Profibus网一道组成的控制网抗干扰能力强,可靠性高,有力地保证了锌电解供电优化系统安全运行,为锌电解提高整流效率、节约电能提供了保障.     

一种非接触型位移传感器的研究

介绍了一种基于磁场测量原理的非接触型直线位移传感器,该位移传感器采用强磁性金属膜磁敏电阻器作为敏感元件,通过测量磁场强度随位移的变化,实现物体位移的非接触测量。详细介绍了传感器的结构、测量原理,并进行了传感器的标定实验。该位移传感器具有结构简单、信噪比高、重复性好、精度高、可实现非接触测量,可广泛应用测量环境恶劣,且要求较高精度和可靠性的场合。     

差分法在FBG测温系统中的应用

为了提高系统的稳定性和抗干扰能力,将差分法应用于光纤 Bragg 光栅（FBG）测温系统中。给出了相应的理论计算,列出了差分补偿算法的步骤。实验针对25.0～75.0℃的温度测试范围进行检测,结果显示,回波信号对应的中心波长与温差的变化关系基本符合：每1.0℃得到0.04 nm 的偏移。采用差分型测温系统的系统误差低于0.5%,比单 FBG 的精度高4倍左右。具有更好的稳定性与抗干扰能力。     

基于漏磁检测的钢管探伤监控系统设计

针对钢管漏磁检测的特殊性,设计开发了一种带有干扰滤波的探伤监控系统,采用信号接收模块配合多串口卡,开辟了多个内存缓冲区,将数据进行多线程并行分析处理,极大地提高了数据处理的速度和检测的实时性。采用均值平移小波阈值去噪法对漏磁检测信号进行降噪处理,有效降低了测量噪音等干扰因素的影响,并消除伪吉布斯现象。软件部分利用 Visual Studio C＃进行开发,可以实现无人值守条件下的全自动流水线检测控制、自动钢管缺陷判断、报警和分析处理等功能。系统具有高的实用性和可靠性。     

基于DSP混合滤波夹持器力检测

针对夹持器系统存在的力检测问题,提出了一种基于DSP的混合滤波力信号检测处理方法;以多片半导体应变片作为敏感元件构成检测电桥,采用3阶有源切比雪夫硬件滤波,通过DSP进行采样检测,构成硬件信号采样处理电路,并在软件上采用限幅消抖滤波和低通巴特沃斯滤相结合的方法,对系统进行混合滤波处理;将所提出方法应用于实际系统,实验结果证实了该方法可以大大地提高夹持器力检测系统的抗干扰能力,验证了方法的有效性。     

大位移磁致伸缩传感器的弹性波建模与分析

磁致伸缩位移传感器是一种测量精度高,测量位移大的新型位移传感器.传感器设计涉及多学科交叉,难以建立统一数学模型.以FeGa材料作为磁致伸缩位移传感器的核心波导丝,建立了波导丝材料磁致伸缩弹性波振动模型,波导丝磁机耦合模型和信号检测模型;同时分析了弹性波信号的受限因素,信号衰减特性.在数学模型基础上,搭建磁致伸缩位移传感器系统,设计了扭转波信号检测电路.实验结果表明信号的输出随着传感距离的增加而减小,该模型对大位移磁致伸缩传感器研究有积极意义.