基于脉振高频信号注入法的PMSM无传感器控制

针对机械位置传感器给永磁同步电动机(PMSM)调速系统带来成本高,可靠性低、不易维护等同题,采用了一种脉振高频电压信号注入法来实现永磁同步电机矢量控制系统的无传感器运行.该方法给电机定子绕组注入脉振高频电压信号.利用电机的凸极性,通过检测含有转子位置信息的定子电流响应来提取出转子位置信号,实现控制系统的无传感器运行.实验结果证明了采用脉振高频电压信号注入法实现永磁同步电机无传感器矢量控制的可行性和有效性.     

基于改进强跟踪滤波器的PMSM矢量控制

在传统扩展卡尔曼滤波算法的基础上,利用带多重次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波(SMFEKF)算法对永磁同步电机矢量控制系统进行参数估计,实现无速度传感器矢量控制系统的设计。对两种算法分别进行建模和仿真,验证了SMFEKF算法的可行性及优越性。结果表明:基于SMFEKF的矢量控制方法相比较传统EKF算法,在一定程度上减小了系统的非线性、参数变化以及外界干扰带来的影响,消弱了抖振现象,降低了系统的稳态误差,提高了参数估计精度。     

永磁同步电机分数阶滑模观测器的设计

针对传统滑模观测器在估计永磁同步电机(PMSM)电机转速时存在的抖振,以及转子位置与速度的观测精度不高等问题,设计一种基于分数阶微积分理论的滑模观测器。首先,在传统滑模观测器的基础上引入分数阶滑模面,并根据Lyapunov稳定性理论设计出分数阶滑模控制律,利用饱和函数削弱滑模系统的抖振,然后将分数阶理论应用到锁相环中,采用锁相环从反电动势中提取转子位置和速度信息。最后,通过Simulink建立永磁同步电机的无传感器矢量控制模型,仿真结果显示提出的方法具有比传统滑模观测器具有收敛快、抖振小和观测精度高等优点。     

基于改进的滑模观测器无传感器永磁同步电动机矢量控制

为进一步提高永磁同步电动机滑模观测器的位置估算精度,提出了一种改进的滑模观测器永磁同步电动机无传感器矢量控制方法。利用饱和函数,消弱滑模变结构系统中的抖振,构建反电势观测器代替传统方法中的低通滤波器;并利用Lyapunov定理证明观测器的收敛性,改进了传统的滑模观测器算法。采用MATLAB建立了无传感器永磁同步电动机矢量控制仿真模型,并搭建了实验平台进行实验验证,仿真及实验结果表明改进的滑模观测器提高了估算精度和系统控制性能。     

一种基于位置信息的路由协议ACR

水下传感器网络是一种特殊的传感器网络。由于水下通信条件的限制,以水声通信为基础,构建一个简单、高效的水下传感器网络路由协议成为该研究领域当前的重点之一。本文首先阐述了水下传感器网络的几个重要特点和当前实现网络高效通信面临的主要挑战;其次,从水下传感器网络路由协议入手,着重研究了几种不同的利用地理位置信息的路由协议;结合...     

基于自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制

交流电机无速度传感器矢量控制既保持了矢量控制的优良特性,又克服了速度传感器带来的不利影响,是实现低成本、高可靠性和高性能交流调速系统的有效途径.对以自适应观测器为基础的感应电机无速度传感器矢量控制系统进行研究,建立了感应电机转速自适应全阶磁链观测器模型,设计出以估算转速实现闭环控制的无速度传感器矢量控制系统,以TMS320F2810 DSP为控制核心进行了物理实验,并与基于电压电流混合模型的无速度矢量控制方案进行了比较,实验结果表明该控制系统性能良好,具有更高的稳速精度.     

振弦传感器的对偶数字化变送器

针对振弦传感器应用中受电缆长度影响的问题,设计利用嵌入CPU的PWM输出功能,产生扫频现地激励传感器振弦,振弦受激励后,谐振的频率在现地经过嵌入的信号调理电路,自动增益检波,精确地检测振弦的谐振频率,实现1个对偶配套的振弦传感器数字化、隔离化、网络化变送器.变送器完成测量频率与对应物理量变化的实时数字转换,并通过隔离RS485通信输出.经过在某金属结构稳定观测系统的应用,证明该变送器的性能达到了预期目标,是一种新型的对偶变送器.     

基于LabVIEW的智能轮速传感器测试系统设计

针对传统的电机驱动机械齿轮来测试轮速传感器的方法存在精度低、重复性差和测试的局限性大等问题,设计了一种基于LabVIEW的智能轮速传感器测试系统。系统采用非机械部件的静态电磁激励传感器的测试方法并创新性地设计了一种旋转磁场发生器模块,可以模拟任意齿轮旋转的转速和方向,实现极低和极高转速下轮速传感器的测试。试验研究表明,设计的测试系统可以实现对智能轮速传感器输出信号的高中低电流值、频率和占空比等功能参数的测试和解析传感器的协议信息,测试的传感器输出频率范围可以达到1~3KHz,提高了测试系统的精度。系统的硬件平台由模块化搭建而成,推广性强;软件采用LabVIEW,简洁的图形化操作界面,方便测试人员对传感器的输出特性监控与分析,适应现代化轮速传感器生产要求。     

基于滑模观测器的无传感器永磁同步电机矢量控制系统

针对永磁同步电机(PMSM)反电势滑模观测器低速观测受限和系统抖振问题,提出一种基于滑模观测器(SMO)来预估转子位置和速度的新方法。通过在传统滑模观测器中引入等效控制反馈,并对静止坐标系下反电势(EMF)分量进行估算,利用锁相环(PLL)方法提取了转子位置和速度信息。建立了PMSM全数字无位置传感器的矢量控制系统平台,对该方法做了详细验证。实验结果表明:该方法拓宽了滑模观测器低速观测范围,降低了系统的抖振,提高了系统的实时性。     

配电线路全线速切继电保护技术

针对配电系统采用的分段式过流保护存在速段保护范围小、整定配合复杂等问题,研究并提出了一种配电线路全线速切保护系统.该系统基于纵联比较的保护原理,结合配电系统的保护配置特点,借助通信手段完成上下游保护之间的信息交换,为配电线路提供全线速动保护功能.依据所获取保护信息类型的不同和对信息利用方式的不同,提出了基于过流元件的闭锁式速切保护系统和基于低电流、低电压元件的允许式速切保护系统,研究了2种速切保护系统的逻辑构成和工作方式,并从快速性、安全可靠性、方案实现的难易程度等方面分析各自的特点.对速切保护所采用的通信方式进行了分析研究,对利用中间继电器、数传电台和光纤3种通信方式进行保护信息交换的延时进行了实验室测试.采用数传电台通信方式的闭锁式速切保护已经投入现场试运行,目前运行效果良好.     

Research on the Underwater Echo Characteristics by Hollow Coaxial Cylinder-Cone Assembled Elastic Shell

In order to research the underwater echo characteristics of elastic shell, the numerical expressions of surface sound pressure and particle vibration velocity are derived based on finite element and boundary element theories. The echo characteristics of hollow coaxial cylinder-cone assembled elastic shell are calculated with simulation and experiment methods to obtained the azimuth angle and frequency characteristics. It''s shown in the results that the more quantity of mesh point, the higher precision of calculation. Meanwhile, the magnitude of mirror reflection wave is largest in the echo wave between 20 and 40 kHz, and increases as the scattering cross-section. The backscatter sound pressure of elastic shell has the obvious frequency characteristic.     

基于CR600的海洋多参量传感数据长线传输设计

针对海洋传感器数据在水下、长距离传输困难的问题,提出了一种PLC长线传输电路系统.该系统采用电力线通信(PLC)技术,以CR600为控制核心,CR150为模拟前端配合芯片控制数据收发.通过脐带缆将数据回传到地面,再由地面控制系统与上位机对数据进行接收,实现海洋传感器数据的传输.为保证电路系统在水下1000 m正常工作,...     

水听器用信号调理电路相关问题研究

水听器能够将水下的声音信号转换成为电信号,是声纳的重要组成部分。水听器输出信号微弱,为了更好地对获取到的信号进行进一步处理同时提高信噪比,通常水听器会辅以相应的信号调理电路。以水听器所使用的信号调理电路为研究对象,对有关程控增益以及程控滤波模块中可能产生误差的问题进行描述和研究,同时提出一种信号调理电路方案。经过实验验证,该方案能够较好地实现相应功能,达到预期效果,具有一定的实验与实用价值。     

心电与心音信号同步智能检测方法与识别技术研究

心血管疾病的早期准确检测对降低心血管疾病的死亡率具有至关重要的意义。因此,针对心血管疾病早期检测中常用听诊与心电检测方式所存在的数字化与同步联合检测技术瓶颈,研制了基于MEMS矢量水听器芯片的高灵敏心音探头,并对其集成化设计出5路心音和标准12导联心电同步采集仪器系统。测试结果表明：所研制的心音传感探头的信噪比达40dB,优于3M听诊器;同时该系统所采集获取的QRS波心电信号与S1、S2心音信号特征峰点同步,波形特征准确清晰,实验测试实现了心音的数字化检测与病症异常特征的直观辨识。此外,优化系统以期具备智能化检测诊断能力,还搭建了云服务器与数据库,并设计开发了心音智能诊断算法。通过对采集的临床病例数据测试集进行测试,结果表明：5分类心音智能识别的准确率达90%以上。因此,该检测系统对辅助医师进行心血管疾病的早期数字化检测与联合诊断具有重要的技术价值和临床指导意义。     

交流接触器振动噪声性能的在线检测

介绍了由加速度传感器获得的交流接触器表面的振动信号,经过数据预处理、声辐射效率指数曲线和A计权曲线,可计算其远场噪声功率级,同时计算表面振动速度级。综合两个判据,采用测振法同时对交流接触器振动噪声性能进行在线检测。检测结果表明,除去不稳定样本点,远场噪声功率级精度在2 dB以内,即在强背景噪声下,测量系统能实现交流接触器振动噪声性能的在线检测。     

Studies of MEMS Acoustic Sensors as Implantable Microphones for Totally Implantable Hearing-Aid Systems

There is a need for high-quality implantable microphones for existing semiimplantable middle-ear hearing systems and cochlear prosthesis to make them totally implantable, thus overcoming discomfort, inconvenience, and social stigma. This paper summarizes and compares the results of an in-vitro study on three design approaches and the feasibility of using microelectromechanical system acoustic sensors as implantable microphones to convert the umbo vibration directly into a high-quality sound signal. The requirements of sensors were selected including the ability to withstand large body shocks or sudden changes of air pressure. Umbo vibration characteristics were extracted from literature and laboratory measurement data. A piezoelectric vibration source was built and calibrated to simulate the umbo vibration. Two laboratory models of the acoustic sensor were studied. The model-A device, using electrets-microphone as the sensor, was designed and tested in the laboratory and on temporal bones. The results verify that the laboratory measurement is consistent with the temporal bone characterization and achieves a near flat frequency response with a minimum detectable signal of a 65-dB sound-pressure-level (SPL) at 1 kHz. The model-B sensor was then designed to increase the sensitivity and provide an easy mounting on umbo. The model-B device can detect 40-dB SPL sound in the 1-2 kHz region, with 100-Hz channel bandwidth. The results of model-A and model-B displacement sensors and the acceleration sensor are summarized and compared. A preliminary design of the implantable displacement sensor for totally implantable hearing-aid systems is also presented.     

多通道七孔探针测速系统研究

为了满足低速流场的测速要求,基于七孔探针测速原理,设计了一套多通道七孔探针测速系统,给出了七孔探针测速系统的嵌入式硬件电路及基于Modbus通信协议的上下位机软件系统的详细设计方案,通过对传感器的压力系数标定提高了压力测量数据的一致性.在低速风洞中进行了探针标定实验,通过对标定实验数据的分析,得出探针的俯仰角和方位角的绝对误差为0.2°.并在此基础上进一步分析了探针孔径误差和传感器测量误差对系统测量结果造成的影响.     

改进CNN的供水管道泄漏声音识别

为了检测供水管道是否出现泄漏,同时针对人工检测精度低、背景噪音难以去除和现有检测设备的实用性低等问题,研究了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的供水管道泄漏声音识别方法。首先设计水下机器人的供水管道内部声音实时采集系统,并利用用户数据报协议(user datagram protocol/internet protocol, UDP/IP)通信技术将该系统采集的声音信息上传至上位机,并对供水管道内的声音进行泄漏和不泄漏的划分且制作成数据集,提取泄漏音频和不泄漏音频样本的梅尔谱特征图,根据实时性选用轻量级卷积神经网络ShuffleNet V2进行训练和识别;其次引入卷积注意力模块(convolution block attention module, CBAM)到网络模型中,并对ShuffleNet V2的Unit1单元进行改进,提出了Unit1＿y单元;最后将改进后的网络与MobileNet V3、ResNet18等轻量级网络进行对比。试验结果表明,改进后的网络模型相较于其他的模型对供水管道漏泄声音识别效果最佳且参数量低,占用上位机...     

卡车胎近场噪声实验及仿真研究

随着汽车速度的提高以及电动汽车的推广,轮胎噪声在交通噪声中越来越彰显出来。以胎面振动及号筒效应等效辐射面分析卡车胎近场噪声机理,并通过实验获得卡车胎近场噪声特性,由近场声压数据表明轮胎噪声有很强的指向性;利用声全息实验获得轮胎噪声低频噪声与速度的相关度要大于高频噪声,卡车胎噪声主要以振动噪声为主,并进行滚动轮胎噪声仿真与实验结果对比。结合近场声压与声全息技术能有效获得轮胎近场噪声特性,并为优化轮胎设计、降低轮胎噪声提供科学依据和有利支撑。     

低功耗矢量水声信号采集处理系统设计与实现

为进一步降低矢量水听器信号采集处理系统对水下滑翔机平台的续航影响,设计了一种以 ARM和 DSP 为核心控制 器的低功耗信号采集处理系统。利用ARM 控制器实现系统的多种工作模式,以达到不同状态下的最佳功耗控制。此外,在 控制软件中加入必要的优先级设计和流水线设计,以提高系统硬件控制效率,最后利用功率测试仪对系统不同工作模式进行 测试。结果表明,低功耗模式下平均功耗约为1.27 W, 实时处理模式下平均功耗约为4.29 W。 在长时间连续工作情况下,可 大幅度降低实时处理模式的工作时间占比,功耗控制效果显著,有效证明了该方案的有效性和优越性。