基于LabVIEW的位标器电位器测角标定系统

设计了基于LabVIEW的位标器电位器测角标定系统,其以倾角传感器作为标定基准,通过与DSP通讯完成位标器姿态角的闭环控制,同时记录电位器输出电压和倾角传感器的反馈值,并通过数据融合获得从电位器输出电压到角度输出之间的转换函数,从而完成了位标器测角的自动标定,并在保证标定精度的同时提高了工作效率.     

磁悬浮转子微陀螺虚拟仪器测试系统

针对悬浮转子微陀螺的静态角度测试和漂移度测试任务,对微陀螺信号拾取电路的输出进行了分析,使用虚拟仪器技术研制了基于LabVIEW的测试软件。使用图形控件实现了实时线性度计算和漂移曲线的计算及绘制。该系统简化了悬浮转子微陀螺的测试过程,减少了人工操作,提高了检测效率,并且可以在测试过程中监测到实时数据,具有直观、准确的特点,成为悬浮转子微陀螺性能测试的高效工具。     

一种位标器陀螺跟踪系统的快速起旋控制设计

现代战争中,红外制导导弹的地位不断提高,世界各国均高度重视对红外制导导弹的研制,导引头位标器作为导弹制导控制的关键部件,其性能对导弹作战能力具有决定性的影响。本文针对某型导引头位标器陀螺跟踪系统中的悬浮、起旋、稳速控制问题进行了分析研究,提出了一种新的控制方法,实现了位标器陀螺的高可靠快速起旋控制,并完成了试验验证。试验结果表明,本文的快速起旋控制设计能够确保高可靠的同时大幅缩短位标器的启动时间,能够有效提升导弹的作战性能。     

动平衡测试系统中不平衡量的测试方法研究

针对动平衡测试系统中不平衡量测试精度较低的问题,提出了一种基于希尔伯特黄变换(HHT)的滤波方法,该方法应用于动平衡测试系统,对获取的转子原始振动信号和转频信号进行分析,可以有效得到不平衡量的质量和相位.方法先对原始振动信号进行经验模态分解(EMD),将振动信号分解为一系列固有模态函数(IMF),再经过希尔伯特(Hilbert)变换计算出各IMF的希尔伯特边际谱,根据转子转频信号滤除掉高低频干扰信号,筛选出针对不平衡量的有效振动信号,根据该信号的幅度和频率即可得到不平衡量的质量和相位.与普通数字滤波方法比较,实验结果表明,该方法用于动平衡测试系统比普通数字滤波方法精度高,效果好.     

基于变角度搜索算法的磁悬浮高速电机刚性转子系统的不平衡补偿方法

为降低主动磁轴承(active magnetic bearing,AMB)刚性转子系统的同频不平衡振动,通常采用基于陷波器的不平衡补偿方法,若要实现全转速范围内的振动抑制,需要对传统陷波器结构进行改进,但改进后的滤波器会对系统的稳定性产生影响。为避免此问题,该文提出基于定角度搜索和变角度搜索算法的AMB刚性转子系统不平衡振动抑制方法,直接根据转子实时振动大小产生控制信号的方法来实现不平衡补偿。定角度搜索算法设计简单,但是搜索角度单一,搜索规则固定,往往不能快速地搜索到目标值。进而对定角度搜索算法的搜索角度进行改进,使其可以根据转子实时振动在线调整,即进一步设计了变角度搜索算法。由于变角度搜索比定角度搜索算法的搜索过程更加灵活,因此AMB刚性转子系统的不平衡振动可以快速得到抑制。这种算法既不需要对陷波器结构进行改进,也不需要在转子临界转速前后对陷波器极性进行切换。     

基于LabVIEW的轴承轴向间隙测试系统设计

针对轴向间隙对轴承的疲劳寿命、温升、噪音、振动等性能有较大影响这一问题,本文设计了基于LabVIEW的陀螺轴承轴向间隙测试系统.该测试系统以工控机为核心,通过力传感器、位移传感器分别对被测量进行数据采集,再经A/D模块送到工控机,由软件进行数据处理,绘制载荷-间隙曲线.实践证明,本测试系统实现测试自动化,完成了对位标器...     

基于在线识别对转速不敏感的主动电磁轴承转子系统不平衡振动控制

提出一种基于振动识别的主动电磁轴承转子系统不平衡补偿控制方法。该方法的最大特点是能够不依赖控制对象的传递函数,在线识别出转子等效不平衡质量的大小和位置,然后根据识别结果计算出精确的控制信号,迫使转子绕其几何轴旋转。当转子转速变化时,尽管不平衡力随之变化,但不平衡质量的大小和相位特性不会改变,因此无需重新识别不平衡量,大大提高了在变转速情况下对转子不平衡的控制性能,同时减轻了控制器的计算负担。对算法的控制效果进行了实验测试,结果表明提出的对转速不敏感的基于振动识别的主动电磁轴承转子系统不平衡补偿控制方法对不平衡振动的抑制取得了很好的效果,并在转速变化情况下能大幅减少重新识别不平衡量的次数。     

基于极性切换自适应陷波器的磁悬浮高速电机刚性转子自动平衡

针对磁悬浮高速电机刚性转子的不平衡振动,提出一种基于极性切换自适应陷波器的自动平衡方法。首先结合磁悬浮高速电机刚性转子系统径向动力学模型,分析自适应陷波器的原理和自动平衡策略;其次根据磁悬浮高速电机刚性转子径向振动系统的广义根轨迹得到极性切换规律,构造陷波器的反馈控制和前馈控制,实现转子系统在整个转速范围内稳定运行和自动平衡;最后,在搭建的仿真和实验平台上验证了不同工况下基于极性切换自适应陷波器的自动平衡控制策略能够有效地抑制转子系统的不平衡同步振动及对基础的传递力。     

无轴承同步磁阻电机高频信号注入法无位移传感器控制

为降低无轴承同步磁阻电机系统总成本,缩短电机轴向长度,需去除电机的转子位移传感器。本文提出了一种基于高频信号注入法的电机转子位移估算方法,通过在电机转矩绕组注入脉动高频电压信号,从悬浮绕组提取高频感应电流来估计转子位移,从而设计转子位移估算器,建立了电机的无位移传感器控制系统。仿真结果表明高频信号注入法能有效估计转子位移,可实现转矩扰动时全速范围内电机的稳定悬浮运行。     

基于高频注入法的无轴承异步电机转子位移观测

为了实现无轴承异步电机转子径向位移的自传感检测,研究了一种基于高频信号注入法的转子位移估算方法。基于转矩绕组和悬浮绕组之间的互感变化规律,通过在转矩绕组注入脉振高频电压信号,提取悬浮绕组中的高频感应电流信号,再经解调处理,估算出转子的径向位移信号,并据此设计了转子径向位移估计器。最后,进行了无轴承异步电机无位移传感器控制系统的仿真验证和分析。系统仿真实验结果表明：可以实现转子径向位移的可靠估算,能在无径向位移条件下实现无轴承异步电机的稳定悬浮运行控制。     

基于DSP的心电信号检测系统

心电信号的检测是研究心电病理特征的前提,是心电信号分析仪的重要组成部分.本文介绍了一种基于DSP的心电信号采集和分析系统.根据心电信号的特点,本系统采用AgCl电极作为心电信号传感器,结合AD620为主的前置放大电路进行模拟信号的采集.以TMS320VC5509低功耗DSP和CPLD为主进行数字系统设计.在DSP中编程实现数字滤波器的设计,最终得到P、T和QRS复波特征明显的ECG.本系统功耗小,成本低,精度高,达到了医疗仪器的设计要求.     

VSC-HVDC三相不平衡控制策略

分析了电网三相不平衡时电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统的谐波传递特性,设计了一种基于瞬时对称分量法的序分量检测技术,适用于VSC-HVDC系统的正、负序双回路的双闭环控制策略。该控制策略利用瞬时对称分量变换获取电压和电流的无延迟正、负序分量,不仅在时域范围内对传统对称分量法进行了扩展,而且也解决了正、负序分解时所带来的延迟问题。另外,提出在三相不平衡电力系统的控制中增加一个不平衡指令补偿模块,改善VSC-HVDC系统在电网三相不平衡时的运行特性。最后,在仿真软件PSCAD/EMTDC的环境下建立了一个VSC-HVDC系统及相关控制策略,验证了所设计控制策略的正确性。     

影响油浸式电力变压器振动因素的研究

变压器振动信号在运行过程中会受到各种因素影响。论文采用理论结合实验的方法研究了振动传感器安装位置、铁芯和绕组压紧程度、负载功率因数、负载三相不平衡度、绝缘油粘度对油浸式电力变压器振动信号的影响。研究结果表明：顶部测试位置可较好反映振动信号特性,铁芯和绕组压紧程度与振动强度呈反比,三相不平衡度和振动强度呈正比,功率因数影响振动信号频谱复杂度,绝缘油粘度对振动信号影响较小。     

高精度光纤光栅振动解调系统研究与应用

为实现工程系统中对振动信号的检测,提出了一种基于衍射光栅的光纤布拉格光栅(FBG)振动解调系统。解调系统通过色散成像原理获取传感器反射光谱,由所设计的嵌入式单元进行信号处理,并通过专用的上位机解调软件完成数据处理与分析。将系统封装为解调仪器,能实际应用于振动信号的探测。所设计的系统波长解调范围为1 525～1 570 nm,波长重复性可达±1 pm,分辨率为0.5 pm,可实现8通道复用测量,最高光谱解调速度可达10 kHz。实验结果表明,该FBG振动解调系统能够高精度测量不同频率与幅度的振动信号,最小可探测应变约为0.319με/Hz^1/2,在结构安全监测等领域具有重要的应用前景。     

免接触高压无线验电核相器的设计

研究的免接触高压无线核相器核在获取电信号时,避免与高压线接触。通过无线感应器的发射装置发射无线信号到手持机,手持机接收接受的本地电网电力线相位信号和参考端电力线相位信号,显示两者的相序关系完成核相。     

基于ARM的嵌入式光纤布拉格光栅解调系统

分析光纤光栅传感原理,阐述可调光纤F-P滤波器的工作机理和特点,并介绍了基于ARM实现光纤布拉格光栅（FBG）传感器的解调系统的硬件结构和软件设计。采用三星公司的S3044BOX对经过可调谐F-P腔解调后的波长信息进行采集,并对得到的数据进行处理。实验结果表明系统可以满足一般的工程要求。     

Enhanced Control Algorithm in PMSMs with Machine Current Sensor FDI and Current Management for Hardware Protection

Abstract

This paper proposes an enhanced control algorithm in permanent magnet synchronous machines (PMSMs) with machine current sensor fault detection and isolation (FDI) and current management for hardware protection. Different from existing work on machine current sensor FDI, the proposed method addresses the sensor FDI problem under co-existence of PMSM current sensor and non-sensor imbalance faults, and thereby help prevent the controller performance degradation caused by a faulty machine current sensor signal. Meanwhile, hardware protection is achieved through the proposed algorithm which has a unique feature of providing online overcurrent regulation and source power management at the same time to enhance protection of power inverter and power source. Benchmark comparison of the proposed sensor FDI method to state-of-the-art techniques is carried out to validate the good performance of the proposed FDI method in terms of fault detection time, false detection rate and missed detection rate. Sensitivity analysis of the proposed current management algorithm with overcurrent regulation and source power management is performed under changing rotor flux linkage and machine stator d-axis self-inductance, as an example to demonstrate the robustness of the proposed algorithm for hardware protection against system parameter variations. The effectiveness of the proposed algorithm is confirmed by simulation results in MATLAB for a PMSM.     

基于 FPGA 的静电层析成像监测系统研究

滑油磨粒静电监测技术中,磨粒出现在不同的径向位置时,传感器感应到的电荷量不同,传统的静电传感器很难获得准 确的磨粒的径向位置和数量。 为此,在阵列式静电传感器的基础上,设计并实现了 12 路信号调理电路,搭建基于现场可编程门 阵列(field programmable gate array,FPGA)的静电层析成像(electrostatic tomography,EST)高速数据采集系统,通过对滑油中的带 电小球进行监测实验验证系统的有效性和准确性。 结果表明,基于 FPGA 的 EST 成像系统可以满足实际测量的要求,实验结果 接近仿真结果,并能够准确判断滑油中的带电小球数目和位置,对不同位置的荷电磨粒均有较好的成像效果。 数据采集速率达 到 10 Msps,为进一步研究滑油磨粒实时无损监测提供参考。     

基于FPGA的金属异物检测系统设计

针对现有检测设备在产品效应影响下灵敏度低、误报率高等问题,设计研制了基于FPGA的金属异物检测系统。文章分析了平衡线圈传感器的原理,提出平衡补偿算法实现传感器自动平衡,使用高频激励对金属信号进行调制,在FPGA中实现锁定放大器来对接收信号进行解调,提高了信噪比。采用互相关算法对传感器输出信号进行处理,拟合产品学习数据得到产品的特征相位,分辨产品信号和金属信号。试验结果表明系统具有较高的灵敏度,在强产品效应下能有效检测金属异物。     

Dynamic Performance Analysis of Self-Controlled Synchronous Motor Speed Control Systems

The dynamic performance of speed control systems containing a self-controlled synchronous motor is analyzed in detail considering two practical types of position sensor used in this motor. The dynamic responses of a basic speed control system with a speed feedback loop are first analyzed for the case when the speed reference signal is stepped up. It is shown that the system is apt to become unstable when an armature voltage sensing type position sensor is used. Then it is clarified that this drawback is improved greatly by introducing a current feedback loop in the system. Finally the dynamic responses of a speed control system with a margin angle control loop are analyzed, and a method of securing safe commutation of the inverter during transients is proposed.