机器人腕力传感器辩识建模与动态补偿

把系统辨识、数字仿真和动态补偿有机地结合在一起，形成分析、改善传感器动态特性的完整方法，具体应用于机器人腕力传感器的研究中，证明了此方法的有效性。     

腕力传感器动态补偿研究

改善腕力传感器的动态品质是扩大其应用范围，使其在国际上独具特色的当务之急。本文分别用系统辨识方法和零极点配置方法设计动态补偿环节；又分别用运放和单片机实现动态补偿器，极大地提高了腕力传感器动态响应的快速性。在具体探索中，还总结、归纳出较为完整、系统的理论方法和实施方案，可用于指导其它传感器和测量系统动态特性的研究。     

高精度扩散硅压力传感器的温度补偿

本文分析了扩散硅压力传感器的零点、零位温度系数及灵敏度温度系数三个基本参数并给出了温度补偿的计算公式。理论及实践均表明：采用此种方法补偿扩散硅压力传感器能满足高精度压力测量的要求。     

压力传感器动态特性实验研究

通过对压力传感器循环寿命试验前后动态特性的测试和分析,用实验方法研究了压力传感器动态特性变化。结果表明,循环寿命试验前后,压力传感器的静态特性基本保持不变,而动态特性却发生了较大变化。因此,对用于动态压力测试的传感器进行定期动态特性校准非常必要;对用于高频、高周次动态压力测试的传感器,在实际使用前进行循环老化试验可以提高动态压力测量结果的准确性。     

具有主动加速度补偿的压电压力传感器动态特性

建立了有加速度补偿的压电压力传感器的力学、数学模型,进而利用该模型分析了有关传感器的频率响应和阶跃响应。讨论了有补偿传感器和无补偿传感器的无阻尼故有频率以及它们之间的关系。最后,对通过固有频率匹配的方法降低有加速度补偿的传感器在阶跃响应中的过冲值问题进行了探讨。     

压力传感器温度补偿技术分析

压力传感器是一种较为常用的传感器件,由于自身的非线性特点以及外界因素的影响,传感器的输出结果容易产生误差,其中温度的影响最大,因此,对传感器的温度补偿就显得尤为重要。文章对目前常用的温度补偿方法进行了分析,在此基础上,提出了一种新的温度补偿方法 ,并对BP神经网络进行了改进,从研究结果来看,该方法有效提高了传感器的稳定性及精度。     

压力传感器的动态特性研究

压力传感器被广泛的应用到了社会生活的各个方面,尤其是在我国的航空事业和重工业发展中,做出了重要贡献。加强对压力传感器的动态性能研究,提高传感器的动态性能,对于实现压力传感器的高效率运作具有直接影响。本文首先对压力传感器的重要技术进行了介绍,在此基础上对压力传感器的动态特性进行了研究．提出了一些看法和建议。     

气体浓度测量中的电化学传感器动态特性补偿

针对电化学气体传感器的动态响应延迟问题,设计了一种电化学气体传感器的动态特性测量装置,研究了气体传感器动态特性补偿及应用。为减小电化学气体传感器的动态响应时间,提出了用粒子群优化(PSO)算法对电化学气体传感器逆建模的动态补偿法,获得动态补偿滤波器模型,对电化学气体传感器的响应-恢复时间进行补偿。将补偿方法应用于研制的存储式气体浓度测试系统,测试结果表明该方法有效地改善了传感器的动态响应特性,并在响应时间上提高了3.6倍,恢复时间提高了2.8倍,具有可移植性强、易于实现的特点。     

应变式力传感器动态特性研究及动态补偿

通过测试传感器的固有频率和冲击响应,对不同结构的应变式力传感器的动态特性进行了研究。当力传感器动态特性不理想时,根据零极点配置法设计了动态补偿数字滤波器,对力传感器进行动态补偿,使之适用于动态测量。实验表明:柱式力传感器的动态特性优于S形力传感器。通过对S形传感器进行动态补偿,拓宽了力传感器的工作频带,提高了力传感器的动态性能,减小了动态误差。     

静水压力下高分子材料黏弹性动力学参数测量

提出测量静压下高分子材料黏弹性动力学参数方法。分别制作均匀实心覆盖层及圆柱空腔覆盖层样品,测量实心覆盖层复反射系数计算复纵波波数,测量圆柱空腔覆盖层复反射系数,结合圆柱空腔结构变形,利用圆柱管中轴对称波特征方程计算复剪切波波数,综合复纵波波数与复剪切波波数计算静压下复杨氏模量及复泊松比。对橡胶材料进行声管测试,分析、总结静压对黏弹性动力学参数影响规律。测量某吸声覆盖层静压下反射系数,并与用实测材料参数计算的反射系数进行比较,验证方法的可靠性。     

含运动副间隙的涡旋压缩机动平衡仿真研究

为了研究运动副间隙对涡旋压缩机动平衡的影响,根据涡旋压缩机机构运动副间隙特点,采用非线性等效弹簧阻尼模型和Coulomb摩擦模型建立考虑摩擦作用的运动副间隙接触碰撞模型,并将其嵌入到ADAMS动力学仿真软件中,建立了含运动副间隙的涡旋压缩机动力学模型,针对小轴防自转机构、间隙大小和间隙数目三种情况,进行了动力学仿真。仿真结果表明：小轴防自转机构、间隙大小和间隙数目对涡旋压缩机的动平衡有显著影响,为合理选用轴承游隙提供了参考,并为提高涡旋压缩机的动力特性提供了理论依据。     

含间隙运动副机构的动力学特性研究

为了研究间隙运动副对机构动力学特性的影响,综合考虑转动副轴向尺寸、材料非线性系数以及碰撞过程能量损耗等因素,建立了一种改进的非线性接触碰撞力模型,同时提出了一种用于描述间隙处摩擦作用的修正的库伦摩擦模型。以曲柄滑块机构为研究对象,将上述接触碰撞力模型和摩擦力模型嵌入到系统动力学模型中,进行了动力学仿真分析,研究了不同间隙、驱动载荷及摩擦系数对机构动力学特性的影响,并将仿真结果与试验测试数据进行了对比分析。结果表明：基于文中改进的非线性接触碰撞力模型、修正的库伦摩擦力模型仿真计算结果,与实验结果吻合较好,能够准确、有效地描述含间隙运动副机构的动态特性。     

基于系统相似方法的叠堆型压电驱动器非线性动力学建模及实验研究

根据机械系统与电气系统的相似方法,将叠堆型压电驱动器的非线性电-机械耦合模型完全转换到电气域内,建立了其非线性相似电路模型;给出了非线性相似电路模型中迟滞因子的辨识方法,并对某款商用叠堆型压电驱动器进行了迟滞因子的辨识试验;基于非线性相似电路模型和迟滞因子的辨识结果,对该款叠堆型压电驱动器的非线性特性进行了仿真分析,得到了其非线性位移迟滞回线;仿真结果与试验结果吻合,证明了该建模过程与辨识方法的正确性。该建模方法在电气域内对叠堆型压电驱动器电-机械耦合特性及非线性迟滞特性进行描述,建模过程物理意义清晰且简单实用,对于研究压电驱动器的动态特性及控制算法具有实际意义。     

整体平动自由结构载荷时域识别技术研究

研究整体平动自由结构载荷识别的Green函数法及应用途径。建立测点绝对运动加速度与动态激励力卷积关系,采用截断奇异值分解的正则化方法求解反卷积问题。以受轴向激励自由梁为对象,考虑不变及变截面模量两种情形,讨论整体平动及变形运动在核函数中的构成比例与核函数矩阵病态特性关系,分析结构整体刚度及测点部位局部刚度对载荷反演精度影响机制及测点布置需考虑的刚度因素,提高正则化方法计算稳健性;分析复杂的组合薄壁结构,以一点响应反求其在牵制释放实验中所受冲击载荷进行结构瞬态响应有限元仿真,比较多点仿真与实测结果,验证反求方法的有效性。     

模块面板式土工格栅加筋土挡墙动态特性试验研究

为了研究模块面板式土工格栅加筋土挡墙在高速铁路列车荷载作用下的动力响应规律,分析其作用机理,结合室内模型试验进行了包括加筋土挡墙墙面变形、墙体加速度、动土压力、残余土压力及土工格栅拉伸应变等分布规律的研究。结果表明：墙面累积水平位移沿墙高呈单峰值分布,最大值位置靠近墙顶;挡墙内竖向加速度受频率影响较大,8 Hz时加速度出现大幅增长,加筋体内加速度沿墙高出现衰减;动土压力主要受荷载幅值及加载次数的影响,在加筋体内沿墙高逐渐衰减,垂直动土压力的衰减速率逐渐增加,水平动土压力的衰减速率逐渐减小;随加载次数的增加,残余土压力逐渐增大,沿墙高墙体中部的残余土压力稍大;筋材累积应变随加载次数的增加略微减小,沿筋长呈单峰值分布,峰值位置距墙脚水平距离从高到低逐渐减小。     

多维动力加载条件下钢筋混凝土柱力学性能的研究

本文通过钢筋混凝土柱在多维动力加载下的试验,研究了钢筋混凝土柱在不同加载速率下的动态力学性能。试验结果表明：加载速率的提高会有效的提高构件的承载能力;随加载速率的提高,构件的刚度退化、强度退化和损伤进程均有不同程度的增强;双向加载及变轴力加载受加载速率的影响更为显著;构件发生破坏的区域更加局部化;构件的延性和变形能力有所降低,在双向加载并伴随有轴力变化的加载条件下表现尤为明显。     

人工中耳悬浮式压电振子的优化设计

为了优化人工中耳悬浮式压电振子的植入效果,设计了一种位移放大结构用于改善振子的输出特性。首先采用微CT扫描和逆向成型技术建立了包括外耳道、中耳和简化耳蜗的人耳有限元模型,通过与文献的实验数据比对验证模型的有效性。然后建立人耳与悬浮振子的耦合力学模型,通过有限元的耦合场分析研究加入位移放大结构前后的人工中耳植入效果。研究结果表明,采用位移放大结构后,振子于中高频段的等效声压级得到明显提升,可以有效降低压电振子的功耗。     

基于加速度二次协方差矩阵参数变化比法的环境振动下结构损伤识别

在白噪声环境激励下,结构加速度响应的自相关/互相关函数构成一个新的二次协方差（CoC）矩阵,组成这一协方差矩阵的元素经证明是结构模态参数（频率、振型、阻尼）的函数;与提取模态参数的一般损伤识别方法相比,二次协方差矩阵包含结构振动的更多和更高阶模态信息。本文利用结构损伤前和损伤后的二次协方差（CoC）矩阵参数的变化比,对只基于振动输出的、环境振动下的结构进行损伤识别。对一个七层框架结构模型进行了数值模拟,首先对不同噪声程度、不同损伤位置和程度的损伤结构进行损伤定位,再结合模型修正法,对结构损伤程度进行识别,展示了该方法的有效性。     

转子-轴承系统液体式在线自动平衡装置研究综述

针对自动平衡装置可在线调整转子-轴承系统不平衡状态、提高设备工作效率、延长设备使用周期,通过分析国内外已有液体式在线自动平衡装置,认为注液式、释液式及连续注排液式三种平衡装置均因注排液过程存在诸多缺陷。液体转移式平衡装置在平衡过程中无需注液、排液,可从根本上避免三种结构因注、排液造成的缺陷,是一种理想结构。在保持注液式平衡装置结构简单、旋转部分无可动部件等优点前提下研究开发实用的液体转移式平衡装置,是液体式平衡装置极具前途的发展方向。