幅相控制策略在六自由度运动模拟器中的应用

由于六自由度运动模拟器自身的闭环频率特性及非线性等因素,对于正弦输入信号存在幅值衰减和相位滞后,很难实现对高频正弦信号的精确跟踪,针对这一问题采用基于Widrow-Hoff学习算法的幅相控制策略.利用运动学正解间接得到的运动模拟器上平台位姿的反馈信号,通过该控制策略迅速地调整系统输入正弦信号的幅值和相位,使系统输出在短时间内对设定信号进行精确跟踪.仿真和实验表明,该方法在实现六自由度运动模拟器对正弦信号的精确跟踪问题上明显优于常规的经典控制,对于其他正弦运动的精确跟踪系统同样具有普遍意义.     

基于最少拍无波纹算法的高精度动态标准源反馈控制

针对在高动态精度电压电流标准源反馈控制中,因系统纯滞后时间大于控制节拍而导致系统不稳定的问题,研究将最少拍无波纹控制技术应用于动态标准源控制的方法.通过实验获取系统阶跃响应和纯滞后时间,进而辨识系统传递函数,在此基础上设计出针对高精度动态电压电流标准源的最少拍无波纹控制器.通过仿真验证了方法的有效性,并在实际的硬件系统中进行了实验验证,得到了系统动态性能指标.实验表明:采用最少拍无波纹算法的动态标准源输出正弦信号,1Hz正弦输出时,幅值不确定度达到量程的±6.7×10-6以下,总谐波失真达到0.01%以下,证明了最少拍无纹波控制算法的有效性.     

管式差压流量传感器标定数据的数学模型研究

管式差压流量传感器的输入与输出成非线性关系,分别运用了几种不同的数学模型对该传感器的标定数据进行了最小二乘拟合运算,在比较运算结果及误差分析的基础上,找出了适合于该传感器输入与输出拟合曲线的数学模型.     

气压伺服系统的建模与特性

研究了比例流量阀静态和动态特性。通过理论分析和实验研究,得出了临界压力比随阀开口面积呈先增大后减小的非线性规律变化,其值在0.17到0.38之间。通过实验研究,计算出流量系数随阀开口面积呈非线性变化的规律,其值在0.55到0.77之间。采用正弦扫频激励信号和直接测量阀芯位移方法得出了阀的频率特性,随着输入信号幅值的增大,阀的带宽减小,而供气压力改变对阀带宽几乎没有影响。采用集中参数模型描述了气缸内气体与气缸壁以及气缸壁与外界的传热过程,推导出气体温度微分方程,建立了气缸内气体热力学模型。最后,进行了仿真和实验研究,仿真数据与实验数据吻合得较好。     

六自由度运动模拟器振动控制策略

针对液压驱动六自由度运动模拟器在对振动环境进行模拟的过程中存在幅值衰减和相位滞后,难以保证对高频随机信号的复现精度这一问题,提出采用基于铰点空间控制与基于操作空间控制相结合的方式,在单缸比例加前馈控制的基础上,通过三状态控制策略来扩展系统的频宽,同时在保证系统稳定的前提下达到精确复现输入位置随机信号的目的。实验结果表明,采用三状态控制策略的六自由度运动模拟器可以将系统输出对输入的位置随机信号在0.5～25Hz频率内的功率谱密度误差控制在±3dB以内,满足精确复现的性能指标。     

基于Simulink模型阀控非对称缸系统动态特性分析

分析了阀控非对称缸系统特性,建立滑阀的流量特性方程、液压缸的流量连续性方程、液压缸力平衡方程,推导出系统输出位移与输入阀芯位移之间的关系,建立Simulink仿真模型,在MATLAB环境中Simulink模块中仿真,从而分析对称阀控制非对称缸系统的动态特性。     

双作用压电薄膜泵

对单振子、双腔、四阀双作用压电薄膜泵的输出特性进行了研究,解释了该种压电薄膜泵的结构和工作原理.以有机玻璃为原材料加工制作了试验样机,并以水为介质测试了振子工作晶片的数量以及单、双腔工作对压电泵输出流量的影响规律,分析了增频后双作用泵输出性能不如单作用泵的原因.通过对双作用压电薄膜泵的输出流量和压力的测试得出:当双作用泵工作频率低于40Hz时,其输出流量优于单作用泵,能够提高机械转化效率;工作过程无脉动现象;在100V正弦交流信号输入下,它的最佳工作频率为20Hz,输出流量为785mL/min,输出压力为14kPa.所得到的试验结果为有阀压电薄膜泵的设计和开发奠定了基础.     

高频电流传感器的传递特性

用自制的高频电流传感器对３种典型电流波：阶跃波、冲激波、正弦稳态波作用时的输出响应进行了理论分析和实际测试．理论与实测结果表明，对阶跃波和冲激波，传感器的输出为衰减振荡波；对正弦稳态波，当输入正弦波频率与传感器自振频率相等时，传感器的输出最大．高频电流传感器作为检测阻抗，可用于变压器局部放电的在线监测     

2D 数字伺服阀的动态特性试验研究

首先介绍2D 数字伺服阀的结构及工作原理, 该阀采用闭环控制的步进电机作为电―机械转 换器.然后设计嵌入式2D 数字伺服阀控制器, 为保证步进电机作为电―机械转换器具有较高的响 应速度, 同时又保证其具有较高的定位精度, 提出步进电机采用同步式伺服电机的控制方法, 在其 定子各相通入90°相位差的连续变化的正弦电流, 保证转子的输出角位移可以快速跟踪输入信号 的变化.为了获得2D 数字伺服阀的实际性能, 建立实验平台, 并对阀的性能进行实验研究.实验结 果表明, 采用同步式伺服电机控制算法的步进电机作为电―机械转换器的2D 数字伺服阀具有良 好的动态特性, 在幅值25 %的最大阀开口的正弦输入信号下, 对应-3 dB 的频宽约为130 Hz .     

高频电流传感器的传递特性

用自制的高频电流传感器的３种典型电流波：阶跃波、冲激波、正弦稳态波作用时的输出响应进行了理论分析和实际测试，理论与实测结果表明，对阶跃波和冲激波。传感器的输出为衰减振荡波，对正弦稳态波，当输入正弦波频率与传感器自振频率相等时，传感器的输出最大，高频电流传感器作为检测阻抗，可用于变压器局部放电的在线监测。     

盾构施工过程诱发振动振源特性

以北京地铁某线区间盾构隧道为背景,结合现场调查和初步实测,识别出盾构施工诱发振动的主要振源为刀盘与地层相互作用、渣土/管片运输车辆、盾构内部设备引起的振动.通过现场实测与数值模拟分别对振源的特性展开研究,结果表明:刀盘掘进诱发振动频带较宽,主频主要集中于20~90 Hz;后配套车信号振动幅值较小,幅值较大的频带带宽为0~20 Hz;运输车由于临时轨道均直接与隧道结构接触并相互作用,使得中高频未得到衰减,幅值较大频率主要集中于70~90 Hz,振动传至地表后主频衰减至20 Hz以下,振动影响范围主要为隧道中线15 m范围内.研究结果对北京、成都、沈阳等砂卵石地层盾构施工所诱发振动具有借鉴作用.     

一种基于AD9851芯片的DDS脉冲发生器

设计的脉冲发生器以DDS(Direct Digital Synthesize)芯片AD9851为核心,用单片机MSP430F169进行控制,通过改写DDS芯片AD9851的频率控制字,调节信号输出频率,频率范围为1 Hz～70 MHz.采用7阶椭圆低通滤波器,使信号具有快速衰减的幅频特性,同时采用增益控制电路调节信号幅值.样机具有性能稳定,功耗低,体积小,使用方便等优点.     

一种新型单相高频PWM整流器仿真研究

研究一种新型的单相 Ｐ Ｗ Ｍ 高频整流器,其控制电路不需标准正弦信号,可实现电路输入电流近似正弦、功率因数接近为１ 且输出电压可控．文中建立了电路数学模型,运用功能模块化仿真结构对系统进行了仿真研究,最后给出了仿真结果．     

基于VCA822的正弦信号发生器程控放大器

DDS芯片产生的信号幅值不可控制,且随着频率改变,输出信号幅值在一定范围内改变,然而作为信号源常常需要信号幅值的精确控制。本文利用TI公司的可控增益放大器VCA822设计了增益自动调整电路和程控放大电路。实现将DDS芯片产生的不确定幅值的正弦波通过增益自动调整电路后,变化为固定幅值的正弦信号,再通过程控放大器完成输出正弦信号幅值0.5V～5V程控可调。     

参数调节随机共振与信号处理的研究——在四进制基带PAM信号传输中的应用

依据非线性双稳态系统的性质，提出了系统参数调节应满足的条件。给出了当输入信号为等
概率的四进制脉冲幅值调制（PAM）时，系统输出理论渐近误码率计算公式。为使误码率最小，根据系统
输入输出的非线性关系，给出了输入信号幅值的选取方法。数字仿真实验证实，参数调节随机共振系统可
以有效传输四进制PAM信号。对系统输出非稳态概率密度的表达式的研究可以使理论分析结果更符合实际
情况。     

一种基于存储器的正弦运算电路

基于存储器的正弦运算电路能够实现一种按照输入信号的正弦值变化的非线性运算。输入的信号经模数转换后,通过查找存储器EPROM表完成按正弦值转换,采用C语言来计算正弦函数值,按照模数、数模转换器的编解码的规则,用编程的方法,将生成4位16进制数的地址(输入)、函数值(输出)写到存储器中,随后再次通过数模转换器转换成模拟信号输出。该电路对于连续输入的信号有可靠的转换精度,为实现一种基于正弦函数的混沌电路提供了可能。     

流量最佳频率为50 Hz的压电泵特性

设计了输出流量最佳频率为50 Hz的压电泵。测定了压电泵的进出口布置方式、进出水管管径、密封圈布置方式、腔体高度对压电泵流量最佳频率的影响规律。所设计的压电泵可直接利用日常照明电驱动,可通过电阻分压的方法实现压电泵的流量调节。试验结果表明:以水为工作介质,该压电泵在通用的50 Hz、220 V正弦交流电压驱动下工作性能稳定;流量可达到600 mL/min;省去了特制电源,从而大大降低了成本,具有较好的应用前景。     

基于激光干涉测量的高频液体正弦压力校准

在武器装备研制与工程应用中会使用大量动态压力传感器进行评估与测试,为了提高测量精度和数据可靠性,针对动态压力传感器的幅值灵敏度在高频率正弦压力校准中的量值溯源问题,提出一种基于激光干涉技术测量液体介质折射率随压力改变的方法用于高频液体正弦压力校准装置。利用压电叠堆效应和管腔谐振原理,可以驱动液体介质产生频率高达30kHz的正弦压力信号,根据洛伦兹洛伦茨理论建立压力与液体光程的数学模型,利用激光干涉仪测量液体中光程改变,得到正弦压力幅值大小,使正弦压力幅值可以得到溯源。结合实际校准过程,对压力分布不均、温度变化、结构形变、振动等影响因素进行了理论研究与实验分析,并利用基于激光干涉测量的高频液体正弦压力校准装置开展对动态压力传感器幅值灵敏度校准不确定度的完整评估。结果表明：激光干涉法高频液体正弦压力校准装置的正弦压力幅值覆盖范围0.01MPa~1MPa,静态压力环境可以实现0~10MPa,在频率范围1kHz~30kHz下幅值灵敏度校准的扩展不确定度在7.6%以内。     

内燃机活塞温度多路红外遥测系统

设计一种高精度、高抗干扰的内燃机活塞温度多路红外遥测系统.该系统用热电偶将测点的温度变成电压信号后,再用电压/频率转换器使之成为频率信号,频率信号驱动红外发光二极管发送红外光脉冲;在接收端,光敏三极管接收红外光脉冲,经反变换之后,通过接收器记录的电压值反映出测点的温度值.试验结果表明:该测温系统软硬件设计合理,方案可行;实现微机多路巡回检测,能全面测量活塞温度.     

用涡轮流量计测量挥发制冷剂液体流量

制冷剂流量测量是直接蒸发冷凝抉热器性能试验研究的关键.采取什么样的测量手段可达到较高的精度是人们正在探索的问题.本文经过分析与比较.选用涡轮流量计作为直接蒸发冷凝换热器试验台中测量制冷剂流量的仪表,并提出了用量热器标定涡轮流量计.试验结果表明:用这种流量计测量挥发制冷剂流量可达到较高的精度.流量计标定方法也是正确合理的.本文还对制冷剂含油量进行了抽样试验,试验结果表明:制冷剂含油浓度用较为简便、廉价的方法测定是完全可行的.