基于霍尔效应的土沉降监测方法及装置

针对我国目前土沉降监测的自动化程度及仪器可靠性低、监测数据不及时、测量精度不高等问题,提出了一种新型基于霍尔效应的科学监测方法;这种方法采用多个霍尔器件组成阵列,将沉降磁环分布在土中,土的沉降会带动沉降磁环的跟随沉降,于是便会引起霍尔器件周围磁场强度发生相应的变化;利用霍尔效应监测霍尔器件周围磁场强弱并转化为相应的电信号,采用RS485总线通讯方式将采集到的数据实时上传至实验主机,主机对实验数据进行科学建模处理找到沉降磁环沉降位移与电信号的关系,并设计监测管理平台以实现对土沉降实时在线监测;通过实验验证这种监测方法监测精度高最大误差在0.4 mm、稳定性好,可以对多点实时在线监测,从而实现对土沉降的智能化高精度监测;在设计中可结合当前远程传输控制技术实现数据远程共享,具有更加广泛的应用前景。     

电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制研究

传统PID方法在实现电液伺服造波机位置跟踪控制时,存在精度低、适应性差等不足,无法满足造波机系统的设计需求。为改善系统控制性能,提出电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制方法。首先建立造波机电液伺服系统的数学模型,并推导位置伺服控制系统中各环节的传递函数,然后设计了模糊自适应PID前馈补偿控制器,并运用MATLAB/Simulink实现了控制系统的设计和仿真。在造波机不同工况下,对比传统PID控制、模糊自适应PID控制和模糊自适应PID前馈补偿控制3种控制策略的仿真结果。结果表明：所提出的模糊自适应PID前馈控制方法能有效提高造波机电液伺服系统的动态性能和位置控制精度,并具有较强的自适应能力。     

新型软土沉降监测仪的研制

为解决目前我国对土体沉降监测方面存在的自动化程度低、测量精度不高等问题,提出一种新型基于霍尔效应的软土沉降监测方法,设计出一款高精度实时在线监测仪器.选用多个霍尔器件组成阵列固定在假设不发生沉降位移的参考面上.土沉降带动沉降磁环的跟随沉降,根据霍尔效应原理,霍尔器件会输出变化的电信号.采用RS-485总线将阵列电信号实时上传至主机,经主机对实验数据进行科学建模处理,建立沉降位移与输出电信号的对应关系,从而实现对土沉降实时在线监测.搭建模拟测试平台,测试结果表明:对沉降磁环的定位测试,误差在1.2544 mm内,相比较于利用接近原理的传统测量仪器测量精度更高,数据稳定性更好,可以实现实时在线测量.     

基于超重力场的土壤剪切波速测量系统

为解决超重力场下,土体剪切波速测量过程中存在的自动化程度低、测量设备价格昂贵等问题,提出一种基于振动传播特性的土壤剪切波速测量方法,设计完成一款高精度、低成本、便携且可实时在线测量的监测仪器。系统采用NI信号输出模块,输出特定的模拟信号,设计功率放大模块对该信号进行功放处理,功放输出信号驱动压电陶瓷单元A振动,振动传递至压电陶瓷单元 B后,使其输出特定的电信号,经信号采样模块采集上传至处理器,利用信号模块输出信号与接收信号之间的相位特性,设计算法实现对土体剪切波速的测量和显示。测试结果表明:该仪器可以实现在超重力场下,对土体剪切波速实时在线测量,稳定性高,可操作性强。     

基于多传感器信息感知的旋转接头状态监测

针对ZJU400土工离心机多通道高压旋转接头结构复杂、内部状态难以观测,且故障具有隐蔽性、机液耦合性和交错性的问题,提出基于多传感器信息感知的监测方法。选取旋转接头摆动、振动、温升和泄漏量作为状态监测参数,上下位机的控制系统进行数据采集、分析和记录,实现了整套系统运行状态的实时监测。通过提取和分析旋转接头的径向摆动、轴承振动信号、芯轴温升和流体泄漏量的综合特征,表明整个系统运行状态良好。