一种利用GPS测量降落伞摆角的方法

空降过程中降落伞摆角的大小是降落伞稳定性的一项重要性能指标。提出了利用单GPS测量降落伞摆角的方法,并利用该方法进行了实际的测量实验。结果表明：该测量系统能够实时获得降落伞在空中的摆角值,较为精确地反映了降落伞摆角的变化趋势。     

PSD在石英摆片综合参数测试系统中的应用

详细介绍了以PSD为传感元件的石英摆片综合参数测试系统的测量原理、光路和电路。该系统可对石英摆片的摆幅、摆频、扭幅、扭频、台阶高度和挠性梁刚度等实现自动测量。     

不规则棒形构件径向惯性矩的测定——能量法

本文介绍了一般双线摆的结构原理。根据能量法阐述了该摆微幅与大幅摆动周期的近似解法。同时还说明了该摆的某些特性和优点。用这种方法能够可靠地测量不规则棒件的惯性矩,并可以不采用卡具。当摆角(?)0<40°时,其测量准确度优于1％。     

一种吊钩摆角远程无线监测系统的设计

起重机吊装作业中吊钩若出现偏摆则可能会造成事故,因此加强吊钩摆角监测十分重要.在充分分析了起重机吊装作业的实际环境,以及对吊钩偏摆监测的应用模式基础上,提出了一种基于微机电系统(MEMS)的吊钩摆角无线测量方案,通过测量吊钩的姿态角与起重机的方位角,建立数学模型,进行融合计算得出吊钩的偏摆角.所设计的系统采用JY901模块作为传感单元,以ZigBee作为无线传感网络,采用3G通信技术将数据传输到云端解析,最后基于B/S模式进行远程监测.该系统易于安装,便于监测,完全适用于起重机现场的作业环境.     

基于卡尔曼滤波的倒立摆控制系统噪声抑制

在二级倒立摆稳摆控制中,摆杆的角度信号受到测量噪音污染,通过差分获取角速度时,该噪音被放大,导致稳摆控制器的输出产生较大的随机波动,同时电机作为执行器,也混入了较大的过程噪音.这两种噪音使系统出现较强抖动,既不利于摆杆稳定,也缩短了电机寿命.对此,将稳态卡尔曼滤波器与渐消记忆法结合起来,找到了确定稳态卡尔曼滤波器增益矩阵的有效方法,既克服了模型误差,又满足实时性要求,减小了电机抖动,取得了较好的效果.     

新型全方位电子水平仪的设计及误差分析

一种已获批的实用新型专利--电子水平仪,是根据摆原理,结合传感器技术、微机测量技术设计而成的.本文在对其测量原理、测量系统结构进行介绍的基础上,从理论上对其进行了运动分析和几何分析,推导出了一种简洁的测量算法,并在最后根据算法对测量误差进行了分析.借助该水平仪,可同时测量出待测平面的倾斜角度和倾斜方位.     

基于最优控制的行车系统消摆控制

针对行车系统运动的特点,根据理论力学理论,采用拉格朗日方程建立了行车系统的动力学模型。该模型完整地描述了行车系统的水平方向、垂直方向与前后方向的三维运动以及由这些运动引起的负载摆动,并在该非线性模型基础上给出了近似条件下的行车系统的线性化模型。根据专家经验,借助最优控制理论,提出一种防摆控制方法。该方法将消摆和运行控制结合起来考虑,在运行过程中不需实时跟踪测量负载摆角、摆速,仅通过控制行车各阶段的运行时间或距离即可实现行车停车与负载消摆的同步控制。仿真结果表明该方法简单合理,易于工程实现。     

桥吊摆绳摆角的视觉检测

桥吊摆角的准确测量是实现吊车防摇控制的前提条件;文中将视觉识别技术引入到吊车防摆控制中来,提出了基于局部梯度变化和标准差的图像自适应增强处理算法,解决了不同背光条件下吊绳摆动位置信息获取问题,有效地实现了桥吊负载摆绳图像特征的提取;同时,采用两次下采样和梯度法相结合的圆心的识别算法,解决了圆检测的实时性问题,从而成功识别出目标及其所在的空间位置,并用几何方法准确地测量出负载钢丝绳的摆角;最后,实验结果证实了该方法的有效性。     

行星减速机的反向间隙的测量方法研究

介绍了行星减速机反向间隙的定义,分析了行星减速机的内部传动结构及反向间隙产生的缘由,以及行星减速机反向间隙对其的整体精度的影响.对塞规测量和咬铅条法这两种常见的测量反向间隙的方法进行比较.最终根据现场实际状况以及摆杆偏摆的理论模型,给出了一种比较简易快速的行星减速机反向间隙的测量方法,给出了判断反向间隙是否超标的依据.     

自由摆平板系统高精控制设计

针对自由摆平板控制系统,设计了双传感器闭环控制方法.该方法首先采用增量式光电编码器检测自由摆角度;然后将自由摆角度值作为给定值,采用角度传感器检测平板的实时转角反馈,形成闭环控制.测试结果表明,该方法能够很好地完成检测功能,实现了高精度控制.     

基于单片机的三线摆周期显示器研制

三线摆测转动惯量实验是大学物理实验中最重要的实验,而转动周期是转动惯量计算中一个重要的参数。本论文介绍了一种三线摆转动周期智能测量显示系统,该系统基于STC89C52单片机,使用红外光电传感器检测光电信号,通过STC89C52单片机内部C语言程序对信号进行采集和数据处理运算,经三位LED数码管显示所得到的三线摆转动周期;本系统所涉及的原理和应用到的技术有单片机技术、Keil编程技术、Proteus电路仿真技术等,本电路设计与传统测量周期方法相比,可以避免繁琐的人工测量和计算,使测量过程趋于自动化,从而提高测量效率和测量精度。     

基于Lyapunov能量函数的倒立摆稳定控制

倒立摆是一种复杂的非线性控制系统.通过对其进行控制能够检验控制器的鲁棒性.基于一个能量形式的Lyapunov函数设计了倒立摆稳定控制器使得摆趋于上平衡位置,并且使得小车位移和角度都收敛于零.该控制策略基于系统的总能量,利用其耗散特性设计了Lyapunov函数,并证明了控制系统的稳定性.理论分析及仿真试验表明该控制器对于倒立摆控制具有很强的鲁棒性.     

基于BVP算法的旋转倒立摆动自动起摆动控制

针对旋转倒立摆自动起摆的控制问题,提出了基于BVP算法的自动起摆控制策略.该方法将倒立摆起摆控制问题转化成求解非线性方程的两点边值问题(Two-point Boundary Value Problem BVP),构造了含参变量具有傅立叶级数形式的起摆力矩函数,将力矩函数代入倒立摆系统,利用Matlab工具箱中的bvp4c函数求解两点边值条件,获得起摆过程的起摆控制的时间序列.基于BVP算法的起摆控制的求解,本质上属于开环前馈控制.为了抑制参数摄动,进行了平衡点附近的稳摆控制设计.稳摆设计是针对系统模型不稳定性和非最小相位特性分别进行的.对起摆、稳摆及其切换过程进行了仿真和实验研究,验证了所提出的自动起摆控制策略的有效性.     

电磁控制运动装置设计

设计一种电磁控制运动装置,通过安装在摆杆上的角度传感器SCA100实时测量摆杆角度,单片机将测量角度与给定角度比较通过PID算法计算出控制量来调节输出PWM波的占空比,经过L298N驱动电路后实现对电磁铁线圈电流控制,进而调节电磁力的大小完成对设定的摆杆摆角与周期的控制。装置能够实时显示摆角、预置摆角、测量周期、预置周期。     

电磁控制运动装置设计

设计一种电磁控制运动装置,通过安装在摆杆上的角度传感器SCA100实时测量摆杆角度,单片机将测量角度与给定角度比较通过PID算法计算出控制量来调节输出PWM波的占空比,经过L298N驱动电路后实现对电磁铁线圈电流控制,进而调节电磁力的大小完成对设定的摆杆摆角与周期的控制。装置能够实时显示摆角、预置摆角、测量周期、预置周期。     

X-Z倒立摆的一种饱和非线性稳定控制方法的研究

X-Z倒立摆不仅具有普通倒立摆的最小相位和欠驱动特性, 同时具有更多的控制自由度.通过一定的状态变换, 发现了X-Z倒立摆与平面垂直起降飞行器模型之间的等价关系. 基于该等价关系,借鉴平面垂直起降飞行器的控制方法, 把饱和非线性控制方法应用于X-Z倒立摆的稳定控制. 通过与PID (Proportion integration differentiation)控制方法的仿真对比,证明了该稳定控制方法的有效性.     

梁摆系统耦合振动分析

分析了梁摆系统的耦合振动,梁和摆均考虑为线性.研究发现该系统含有非线性动力行为,在某些条件下会发生叉形分叉.用结构动力学理论建立了梁摆系统的耦合振动方程,用摄动法求出了系统的近似解,分析了该系统的动力响应及分叉.最后用MATHMATIC软件对分叉点前后动力响应进行分析.     

倒立摆系统自适应高阶微分反馈控制

利用提取的系统高阶微分信息,提出了自适应高阶微分反馈控制器.某种程度上该控制器不依赖于单输入单输出(SISO)非线性仿射系统的模型.并且分析了闭环系统的稳定性和鲁棒性.通过将摆角方程的位移加速度看作是控制输入,将倒立摆系统转化成相互影响的两个SISO仿射系统,从而用两个串级高阶微分反馈控制器成功地实现了倒立摆系统的镇定与调节.数字仿真表明,控制器对摆的基准模型实现了较为满意的控制,而且该控制方法对非线性摩擦项,对摆长、摆质量、小车质量等参数变化以及外扰动具有强鲁棒性.     

CA摆头五轴机床校验与优化

在充分分析摆头类五轴机床结构特性以及机床运动学误差的基础上,针对机床两旋转轴的旋转中心位置及其方向偏离本来的位置和方向,及主轴旋转中心位置存在偏离的情况,建立了一种CA摆头五轴机床运动学模型.结合特定机床运动及运动学相关理论,提出了一种CA摆头误差校验及自动测量和补偿优化算法,并开发了一种CA摆头五轴机床运动学误差测量系统,根据测量值对机床进行优化,实现并验证了算法的正确性.     

大型铺管船吊钩摆动监测的无线倾角传感器集成与测试

本文集成了一种用于大型起重铺管船吊钩摆动监测的无线倾角传感器,并利用所开发的传感器验证了减摆控制模型的有效性.首先,详细地阐述了组成无线倾角传感器各单元的组成原理和设计原则,并对各组成单元进行了集成;其次,对设计的无线倾角传感器进行了标定;最后,利用所集成的无线倾角传感器验证了吊钩减摆控制模型的有效性.研究结果表明:该无线倾角传感器测量与参考数据吻合较好.具有良好的精度;传感器工作无需布线,在不影响铺管船正常作业下完成监测,具有很好的应用前景.