太阳光自动跟踪装置的设计

为了提高太阳光采集器的接收率,设计了一种以DSP为摔制器的太阳光自动跟踪装置,该装置具有传感器跟踪和定时器跟踪两种跟踪模式.介绍了跟踪装置机械结构、两种跟踪模式的工作原理和自动切换原理.实验结果表明,两种跟踪模式的相互配合实现了高精度的全天候自动跟踪,与固定朝南35°安装的太阳光采集器相比,采用该方案控制的太阳光采集器对太阳光的接收率有较大幅度的提高,达到预期目标.     

全光纤集成式焊缝图像传感系统

提出了一种新的全光纤集成式线结构光投影焊缝图像传感系统,其中激光线结构光投影光场由传光光纤和集成在其输出端面的微型柱面透镜产生,焊缝激光图像由光纤传像束接收.利用光线理论分析了大芯径石英光纤出射端面的近场强度分布和光纤传像束传输激光焊缝图像的特性.结果表明,激光经过大芯径光纤传输后,有利于提高投影条纹的质量;激光焊缝图像经过传像光纤传输后,由于光纤的空间滤波效应,大部分图像噪声被滤除.试验结果与理论分析基本一致.     

基于液压传动的新型太阳能聚光照明跟踪系统设计

针对太阳方位存在时变性、太阳能能量分散的问题,提出一种基于液压传动的二维双轴太阳能聚光照明跟踪系统。设计一种新型粗、精调相结合的二级定位跟踪传感器,完成粗调大范围追踪阳光信号及细调精准采集阳光方位;主控核心STM32单片机控制液压传动系统自动高精度寻找阳光,保证太阳光垂直照射机械平台的采光板;通过直径为100 mm的菲涅尔透镜将阳光汇聚成2 mm高亮光斑,利用光纤将光斑导入特定区域照明,实现自然光照明目标;使用多传感器数据有效融合来增加系统在外界恶劣天气下的工作稳定性与自保护性。结果表明：该系统的跟踪误差小于0.1°,且光纤终端光斑始终高亮,符合新能源精准利用的发展要求。     

两自由度太阳能跟踪系统设计

为了提高太阳能的利用率,更加高效地开发太阳能资源,提出了软件计算与传感器实时检测太阳光强相结合的控制方法。根据当地的时间、经纬度,得到当天太阳的高度角和方位角,驱动电机跟踪太阳位置;然后通过实时中断检测太阳光强,控制电机在一定的小范围内调整太阳光板,精确地跟踪太阳光强的最大点,提高了太阳光的利用率。主要介绍了控制系统组成、硬件电路设计以及实时跟踪软件的设计。     

基于线结构光视觉的负载柔性臂振动位移测量北大核心

针对柔性臂末端存在负载情况下的振动测量研究,设计一种基于线结构光视觉的柔性臂振动位移测量系统。首先,选取负载柔性臂作为测量对象,搭建线结构光视觉测振平台,通过CCD相机采集机械臂末端由激光发射器发射的光条图像;其次,经过提取光条中心特征点,得到准确的光条特征点信息;最后,进行了振动位移测量实验。实验结果表明:基于线结构光视觉的负载柔性臂振动位移测量方法能够在非接触情况下进行实时、准确的振动位移测量,与压电测量法对比分析,实验结果平均差异率仅为1.2%,从而验证了线结构光测振系统方法的可行性和有效性。     

磁控埋弧焊焊缝系统励磁电源和信号采集与处理系统优化设计

励磁电源和信号采集与处理系统是研究磁控埋弧焊焊缝跟踪过程中非常重要的部分,直接关系到研究的成败。本文在前人的研究基础上,对原有的励磁电源和信号与采集处理系统作了优化设计,提高试验的精准度,具有一定的借鉴价值。     

基于非线性TD滤波的PLC灌装系统研究北大核心

为了解决灌装过程中采集信号的反馈环境电噪声及液滴波动问题,引入非线性跟踪微分器,对采集信号滤波,消除高频噪声,基于PLC设计了一套灌装实验系统,推导并设计了基于PLC梯形图的非线性跟踪微分器(TD),并对跟踪微分器进行了优化设计,使PLC的扫描周期由优化前的1 ms降低为0.8 ms,有效地缩减了PLC扫描时间成本。通过与RC滤波的对比实验表明,非线性TD滤波后的信号更加平滑,信号噪声峰值由滤波前的0.15 kg降低到0.002 kg以内,并且没有出现超调,有效提高了信号采集精度。4 kg液体灌装实验的平均相对误差达到0.166%,满足精度要求。     

一种新型导管安装感应钎焊系统的研究

针对安装位置导管感应钎焊的特点,采用IGBT串联谐振回路作为感应加热回路的拓扑结构.设计了独特的准谐振频率自动跟踪技术,使感应加热回路始终工作在最佳的谐振状态,确保了电源主电路安全可靠工作.将光纤传光与辐射测温相结合的温度测量技术引入到感应钎焊中,消除了电磁场对温度测量和传输的干扰影响,提高了温度测量精度.开发了基于PLC的数字PID控制算法,与全桥逆变直流调功技术相结合,实现钎焊过程的数字化精确控制.研制成功了一套新型的导管安装感应钎焊系统,并完成相关工艺试验,成功地应用于某型号飞机导管生产线.     

基于集成光纤传感器的工装状态监控技术研究

在飞机装配过程中,大型工装的状态变化主要受温度和负载影响。分析光纤传感器的传光特性,设计一种具有温度和应变采集功能的集成光纤传感器,提出一种基于集成光纤传感器的工装状态监控方法。采用PSO-BP算法建立温度、应变和工装定位器位置变化之间的数学模型,实现对工装定位器位置变化的监控。通过单独对光纤应变传感器采集数据进行分析,提出一种应变参数标定方法,标定后通过检测应变实现对工装定位器的三维负载监控。在某型工装上搭建试验平台,标定后传感器的检测精度在±2 N以内,满足使用要求,验证了此方法的可行性。     

激光柔性加工系统中光纤传能特性研究

介绍了光纤传能在激光柔性加工系统中的应用价值.针对Nd:YAG脉冲激光,试验研究了多模石英光纤传能特性,包括光纤输出光束空间特性和光纤传输高功率激光容量;分析了激光注入条件和光纤弯曲对光纤传能的影响.