铍青铜倾角传感器及其线性度补偿

用弹性较好的铍青铜材料作为振动元件,设计制作了“三明治”式差动电容检测结构的倾角传感器、给出敏感头结构尺寸,利用弹性力学分析了传感器的力学特性,推导出被测倾角和铍青铜元件偏角的关系。使用单片机,通过软件线性度补偿,提高了倾角传感器的输出线性度。该传感器结构简单,成本低,稳定性好,使用方便,并经过在全量程范围内测试,最大误差为6°。     

无线传感器网络拓扑边界辨识算法

在无线传感器网络（ WSNs）中,网络的拓扑特征对于设计网络应用和网络优化具有十分重要的意义。在拓扑特征中又以拓扑边界最为基础,不仅边界本身具有直接的利用价值,而且 WSNs瓶颈辨识、WSNs近凸分块等算法都需要以获取边界信息为前提。提出了一种不依赖地理信息的分布式算法,通过借鉴自然现象热传导的规律和等温线只在边界中断的固有特点,在WSNs这一人工系统中模拟热传导过程,最终成功地辨识了WSNs的边界。     

基于正交实验设计的人工蜂群算法

人工蜂群算法是近年来提出的较为新颖的全局优化算法,已成功地应用于解决不同类型的实际优化问题.然而在该算法及相关的改进算法中,侦察蜂通常采用随机初始化的方法来生成新食物源.虽然这种方法较为简单,但易造成侦察蜂搜索经验的丢失.从算法搜索过程的内在机制出发,提出采用正交实验设计的方式来生成新的食物源,使得侦察蜂能够同时保存被放弃的食物源和全局最优解在不同维度上的有益信息,提高算法的搜索效率.在16个典型的测试函数上进行了一系列实验验证,实验结果表明:1) 该方法能够在基本不增加算法运行时间的情况下,显著地提高人工蜂群算法的求解精度和收敛速度;2) 与3种典型的变异方法相比,有更好的整体性能;3) 可作为提高其他改进人工蜂群算法性能的通用框架,具备有良好的普适性.     

变电站巡检机器人组合导航实验

巡检机器人应用于变电站的巡检工作,可提高变电站的智能化程度.导航和控制是机器人自主运行的重要组成部分,利用信息融合技术可在一定程度上弥补单个传感器在精确度和稳定性方面的缺陷,提高系统实用性.设计了系统的硬件平台以及相应的Kalman组合导航滤波算法,并进行了测试,结果表明,通过对GPS和INS进行信息融合,可提高导航的稳定性.     

钢丝绳激光在线测长方法研究

针对目前传统接触测长固有的打滑、磨损等问题,提出一种钢丝绳激光在线测长方法,利用激光成像技术、视觉检测技术以及数字图像处理技术对线结构激光器投射到钢绳表面所形成的图像纹理进行分析和处理,间接获得运动钢绳在线实时长度.实验证实,此方法能有效解决打滑、磨损等问题,同时还具备精度高的特点.     

降低高分子电容式湿敏元件湿滞的实验研究

针对高分子电容式湿敏元件的湿滞无法通过后续电路完全实现补偿的问题,提出了从高分子电容式湿敏元件本身降低湿滞的方法。主要从制作工艺、湿敏材料的选择两方面进行了实验验证,并对制作完成的高分子电容式湿敏元件进行性能测试与数据分析。实验结果表明：通过控制制作工艺和对湿敏材料进行改性可以降低湿滞,湿滞优于1.5%RH。采用该方法制作的湿敏元件无需再次通过后续电路进行湿滞补偿。     

基于传感器的飞机地面结霜实验分析与预测

飞机在地面的结霜会破坏飞机的气动外形,对飞机的飞行性能产生不利的影响。为了对地面飞机结霜进行准确监测与预测,利用多种传感器对机翼的结霜环境进行实验研究,通过分析不同环境下模拟机翼的霜层生长曲线,探寻和统计飞机机翼的地面结霜规律。对结霜实验的数据进行分析,提出了不同结霜环境下的多项式回归预测模型。同时将多项式进行正交化,避免了多重共线性,使预测模型的曲线拟合程度高,预测值具有较高的精度,实现了对飞机的地面结霜进行快速精确的预测。     

一种战场士兵多生命体征监测头带设计

针对战场环境,从便携式角度出发,采用可穿戴技术,设计了一种集成心电、脑电、脉搏波、体温以及人体姿态测量的战场士兵多生命体征监测头带。其中,以超低功耗的MSP430单片机为主控芯片,以低功耗的ADS1292R作为双电极心电和脑电采集芯片,以反射式光频转换器采集人体光电容积脉搏波,以医疗专用负温度系数（ NTC）热敏电阻器作为体温传感器,以MMA7660数字三轴加速度计作为姿态测量传感器。通过蓝牙将所采集信息传送至单兵PDA,实现了多生命体征的监测,具备体积小、重量轻、功耗低、成本低、便携舒适等特点。     

基于多传感器的四旋翼飞行器硬件系统设计

四旋翼飞行器由于其简单的机体结构与较为复杂的姿态控制,近年来在军用和民用领域广泛应用。旨在通过四旋翼飞行器飞控平台的搭建,实现对飞行器姿态的稳定控制。首先论述了四旋翼飞行器的飞行原理与机械结构,给出了硬件系统总体结构。在对各功能模块整合的基础上,实现基于多传感器的控制系统硬件电路设计。仿真与实验证明：多传感器使用过程中,通过卡尔曼滤波进行姿态数据的融合,有效地解决了加速度计、陀螺仪易受外界干扰问题,所设计硬件系统在飞行实验中性能稳定,为四旋翼的稳定控制提供了参考。     

基于超声衍射时差法的缺陷检测技术仿真分析

采用有限元方法对超声衍射时差(TOFD)检测技术进行分析.首先使用COMSOL有限元分析软件对超声TOFD检测技术建模;而后基于该模型分析超声波的产生、传播和接收过程;最后通过改变模型参数,研究缺陷几何尺寸对超声TOFD检测信号的影响.研究结果表明:超声TOFD信号中直通波、上端衍射波、下端衍射波、底面反射波信号的相位依次变化180°;当缺陷位于工件上表面或下表面时,探头只能接收到四种基本超声信号中的一部分.