MEMS压力传感器新型膜结构设计与优化

提出了一种新型的压力膜结构来实现MEMS压力传感器的高灵敏度与低非线性度。通过在压力膜上设计出短窄梁结构来形成高应力集中区域及将方形压力膜改为椭圆弧瓣状压力膜的方法来提高传感器的灵敏度;通过在压力膜的受压表面上边缘处设计出方岛结构及在压力膜背面设计十字架梁结构来降低传感器的非线性度。最后,利用有限元方法对新型压力膜的力学性能进行仿真分析,建立了膜结构尺寸与力学性能之间的关系模型并完成了膜结构优化,通过与其他膜结构对比表明：文中提出的膜结构具有最大的薄膜应力能实现高灵敏度,较低的薄膜最大变形可保证高线性度。     

基于基座力传感器机器人连杆惯性参数识别

基于机器人基座力传感器的输出信号,探讨了一种利用牛顿-欧拉动力学递推方程识别机器人连杆惯性参数的方法.通过理论推导,阐述了利用该方法识别机器人连杆惯性参数的求解思路与步骤;作为该方法的简化与补充,探讨了利用连杆的重力作用识别连杆质量及其质心三维坐标的静态识别方法.进行仿真计算,验证了该方法的正确性.使用上述方法识别的机器人连杆惯性参数包含了机器人的关节特性,进行动力学建模时无需再对机器人的关节特性建模.     

一种高可靠性智能压力传感器的研制

介绍了一种从硬件及其软件方面来提高智能压力传感器可靠性的方法,并基于上述原理开发了一种高可靠性的智能压力传感器。     

一种结构参数识别法

本文提出一种利用实测固有频率来识别结构参数的方法。在假设质量矩阵计算准确而不需识别的前提下,通过矩阵摄动关系求出刚度矩阵的修正量。该方法计算简单,并有效地解决了振型难以完整测出时的结构参数识别问题。     

数控机床结合面参数实验识别及主结构动态优化

数控机床的复杂度较高,其中含有多个结合面,结合面可以分为固定结合面和动态结合面两种,为了能够让结合面的性能参数提高,要分析结合面性能之后对主结构优化。基于对数控机床结合面参数实验识别技术的分析,本文研究了当前数控机床中各类结合面的有限元模型,之后通过对薄弱点位置的确定,分析了主结构的动态优化方法。     

一种新型线结构光传感器结构参数标定方法

本文提出了一种以一个简单的一维工作台和齿形靶标标定线结构光传感器结构参数的新方法,并用罚函数约束求解出参数。该方法对可见光和不可我的场合均适用。 简单,速度快,不需要其它仪器辅助测量光平面上点的坐标,实验证明,该方法具有较高准确度。     

基于虚拟样机的机械结构参数优化

针对虚拟样机结构参数优化设计问题,提出了一种利用虚拟样机结合神经网络、遗传算法对结构参数进行优化的方法。该方法不仅建立了较为完备的优化方案体系,为机械的进一步开发和设计提供了有利的工具,同时也为工程设计人员提供了一种优化思路。     

微机械压力传感器结构稳健优化与实验研究

以一种液压用微机械压力传感器为研究对象,在分析其结构和工作原理基础上,提出了固有频率对加工误差的灵敏度分析方法,得到了对微机械压力传感器固有频率影响较大的尺寸参数,为后续优化和实际加工提供了可控参考.为提高微机械压力传感器的加工稳定性和性能指标,进行了微机械压力传感器结构稳健优化设计,推导了稳健性能约束条件,提出了设计变量、目标函数、尺寸约束条件和模态性能约束条件,建立了微机械压力传感器结构稳健优化的数学模型.稳健优化结果表明,微机械压力传感器的加工稳定性和灵敏度都有了较大提高.进行了实际加工和测试,测试结果表明稳健优化后的微机械压力传感器具有较高的灵敏度.     

基于模型识别的高温微型压力传感器

高温测量是急需解决的测量问题之一。介绍一种将放大电路与信号传感器件分离的基于模型识别技术的高温微型电容式压力传感器。电阻电容信号滤波网络和信号的模型识别组成一个微型传感系统，在对滤波网络进行激励和模型识别后就可以得到变化的电容值。这种MEMS技术制作的硅玻璃键合的电容式压力传感器，可以在小于300℃环境下工作。此高温测量系统既满足高精度测量的要求，也避免了在高温环境中进行信号放大的难题。     

新结构的硅一体化双岛压力传感器

本文所述的新结构的硅一体化双岛压力传感器与传统的双岛压力传感器相比具有温度特性好、工艺简单等优点，对过载保护后传感器输出特性的饱和，给出了一个新的解释。     

基于预测误差法的加速度传感器动态模型参数辨识

加速度传感器动态模型对研究与分析加速度传感器的动态特性与动态误差补偿具有重要作用。针对加速度传感器动态模型的参数辨识,提出了一种基于预测误差法的加速度传感器动态模型参数辨识方法,该方法将加速度传感器的状态空间模型转化为线性带外生输入的自回归滑动平均(ARMAX)模型,获得其最优一步预测输出的表达式,并通过求解加速度传感器最优一步预测输出极小化误差准则函数,实现加速度传感器动态模型参数的最优辨识。实验结果表明,该方法有效地实现了加速度传感器动态模型的参数辨识,所得加速度传感器动态模型具有较高的精度,能描述加速度传感器的动态特性。     

阵列式静电传感器结构设计与优化研究

气固两相流广泛存在于自然界和工业生产过程中,利用阵列式静电传感器感应成像系统可以对两相流的流型、截面分布等信息进行可视化监测,进而得到其流动特性、运输效率、安全状况等情况,对于两相流体的理论研究以及相关生产过程的安全化、高效化和实时控制等具有重要意义。本文提出了一种新型的阵列式静电传感器结构,通过有限元方法分析静电传感器敏感场特性,进而验证传感器的结构参数对测量结果的影响;建立了两相流流动的仿真模型,通过对比传感器不同结构参数下的敏感特性,对相关参数进行优化,对提高静电成像系统的成像精度与准确度具有重要意义。     

材料试验机伺服压力控制系统的模型辨识研究

介绍了材料试验机伺服压力控制系统的结构，依据面向对象的建模方法，结合材料试验机的实际结构和现场的诸多影响因素，建立了相应的数学模型。分别采用ARX和BJ两种模型结构形式，采用阶跃信号和M序列作为输入信号来进行系统辨识，获得了系统的结构参数和模型参数，分析了两种输入在两种模型结构形式时辨识的差异，从而确定适合材料试验机伺服压力控制系统的辨识方式，得到了系统的数学模型，并对所得数学模型的正确性进行了验证。     

液体涡轮流量传感器叶轮几何参数定量优化方法

以降低传感器特性受被测液体粘度变化的影响为目的，提出了液体涡轮流量传感器叶轮的多参数定量优化方法。该优化方法以叶片顶端间隙与管道半径之比、轮毂半径与叶片顶端半径之比、叶片均方根平均半径位置的叶片安装角、叶片顶端的叶栅实度为传感器叶轮的几何特征参数；传感器用同一仪表系数测量高粘度和低粘度2种液体，以线性度误差最大值为目标函数；以约束条件下n维极值的复形调优法为优化算法。     

基于随机减量技术的模态参数识别方法探讨

大型基础工程结构的特征参数识别通常是通过对环境载荷激励的结构响应进行分析来实现,随机减量(Random Decrement,RD)技术是环境激励下的模态参数识别方法中应用较广的方法。在实际应用中受环境、测量等条件的限制,信号常为含有某些优势频率的非平稳信号,常常导致随机减量技术在识别结构参数尤其是系统阻尼时带来较大误差。为提高随机减量技术在环境激励作用下识别结构参数的准确性,文中从分析随机减量信号频谱中的频率分布特性入手,结合随机减量函数产生的触发条件,给出了一种利用信号频谱的统计特征进行模态参数识别的方法。数值仿真结果表明该函数能准确识别在含有优势频率环境载荷作用下的结构参数。     

热膜式空气质量流量传感器块联模型结构辨识

同时利用稳态和动态校准数据,辨识了基于Hammerstein模型的热膜式空气质量流量(MAF)传感器的模型结构.在用多项式逼近静态非线性特性的基础上,动态线性环节分别选取带外生输入的自回归(ARX)模型、输出误差(OE)模型和Box-Jenkins(BJ)模型结构,采用交叉准则法进行参数估计和阶次选择,通过残差分析和仿真比较对模型进行检验.结果表明,用估计数据选择阶次时,最终预报误差(FPE)准则与最终输出误差(FOE)准则具有良好的一致性,基于预测误差法的2阶OE模型和BJ模型均可用于热膜式空气质量流量传感器Hammerstein模型动态线性环节的建模.     

旋转电弧传感器结构优化设计

针对现有旋转电弧传感器转速高、振动大的缺点,运用三维软件和ADAMS软件建立圆锥摆式高速旋转电弧传感器虚拟样机,并对传感器进行振动分析。通过增加平衡结构来减小传感器的振动,并在ADAMS中对平衡结构参数进行优化设计。优化结果表明,优化后传感器的振幅是优化前的12.9%,有效地降低了旋转电弧传感器的振动,提高了焊接成形质量。     

数据与机理驱动的检定系统建模与参数辨识

正压音速喷嘴气体流量检定系统对气源压力稳定性要求高,滞止舱压力难以控制在设定值范围内,很难采用基于机理模型的动态特性分析。为了解决上述难题,提出了基于数据与机理驱动的正压气体流量检定系统建模与参数辨识方法。针对机理建模过程中出现的非线性动态参数,采用随机配置网络进行动态参数辨识,经过辨识后所得的滞止舱内压力及温度与实际数据的RMSE分别为1.26×10~4和2.64×10^-4。针对实际运行中调节阀死区或更换调节阀等工况,对模型进行了扰动实验分析。实际应用结果表明,该动态数学模型很好的反映了压力调节环节中压力的变化趋势,具有一定的实际应用价值。     

负载敏感液压泵稳定性仿真与参数优化

针对负载敏感泵压力偏差较大与稳定性差的问题,基于Pro/E、ADAMS以及AMESim专业仿真软件建立了负载敏感液压泵的虚拟样机.通过理论分析与仿真,提出了负载敏感液压泵变量机构控制系统中阻尼孔和容腔的参数匹配方法,基于该方法对56 cc/r的负载敏感液压泵进行了优化,得到了较好的阻尼孔和容腔的匹配效果.最后,通过试验...