介体型水质BOD生物电化学传感器研究进展

生物化学需氧量(BOD)是目前国际上用来衡量水质有机物污染的重要指标之一。由于水体中氧的溶解度非常低,以电子媒介体代替溶解氧为电子受体的介体型BOD生物电化学传感器以其快速、准确、稳定等优点得到了较快的发展。论述了介体型水质BOD生物电化学传感器的发展现状及研究动态,重点讨论了介体型水质BOD生物电化学传感器的工作原理、构成及类型,分析了不同类型传感器的优缺点,并对其核心部分-微生物膜的制备方法做了比较详细的介绍。     

多传感器融合在倾角测量抗振动中的应用

倾角传感是通过加速度计敏感重力加速度分量,反求出平面倾斜的角度。当倾角传感元件在振动的载体上工作时,由于载体的加速和减速会被加速度计敏感,从而对倾角的检测带来不能忽略的影响。对这种情况通过引入陀螺仪作为角度测量的重要互补器件,综合加速度计和陀螺仪两类传感器的数据来抑制振动对角度动态测量的干扰。最后的测试数据表明,这种设计方法在很大程度上消除了由于载体振动带来的干扰。     

基于六轴MEMS器件姿态测量系统

为了解决噪声和漂移等原因造成的误差不断累积的问题,针对陀螺仪的静态性能以及加速度计的动态性能,提出了一种利用六轴MEMS器件对照相机三脚架的稳定测量系统,介绍了MEMS器件的工作原理,介绍硬件系统和软件系统,完成了基于ADXR450陀螺仪和ADXL355加速度计的检测硬件系统设计,通过传感器获取角速度加速度信息,采用不同的滤波方式对输出结果进行了分析,比较卡尔曼滤波和一阶RC数字滤波;经比较,卡尔曼滤波实时性更好,一阶RC滤波动态响应更好;实验证明,系统静态下更适用于一阶滤波,计算出姿态测量角度误差在0.104°以内,得到理想的姿态信息,能有效地提高检测目标姿态的精度。     

倾角传感器自动校准系统的设计

为了解决倾角传感器传统手工校准方法成本高、效率低和精度低等问题,设计了一种倾角传感器自动校准系统.分别对该系统的硬件设计、软件设计以及校准算法三部分进行了阐述.硬件设计主要包括ATmega128微处理器模块设计、CH340串口转换模块设计、ADM3251 RS-232收发器模块设计、有源晶振模块设计以及电源模块设计;软件部分主要是上位机的程序设计;校准算法部分介绍了最优精度算法对数据进行处理的过程.最终对单轴倾角传感器进行了校准实验,实验数据表明,自校准系统相比于传统手工校准方法精度高,校准误差缩小了近1个数量级.     

提高倾角传感器精度的算法研究与实现

随着社会的进步以及传感技术的发展,高精度的角度测量需求越来越广泛,倾角传感器是测量角度的重要装置,提高它的测量精度显得尤为重要.通过测试电路板来研究提高倾角传感器测量精度的算法,该算法的研究借助于三轴转台进行角度转动,获得准确输出值,将输出值进行数据处理,得到最佳系数,从而满足高精度的要求.     

基于固定化电子媒介体的介体型BOD生物电化学传感器研究

研制一种基于固定化铁氰化钾电子媒介体的介体型生化需氧量(BOD)生物电化学传感器芯片.基于微机电系统(MEMS)工艺制备金圆盘微电极,通过电化学循环伏安法在金圆盘微电极表面制备了聚吡咯和铁氰根离子复合膜,研究了该修饰电极的电化学性质及该固定化媒介体参与微生物降解有机物的电子传递能力.结果表明,固定于聚吡咯中的铁氰根离子作为电子媒介体具有较强的电子传输能力,能够代替溶解氧参与微生物对有机物的降解生化反应,从而实现BOD的快速检测.     

基于元生成内在奖励的机器人操作技能学习方法

针对稀疏奖励下,复杂任务学习效率低的问题,在离线策略(off-policy)强化学习思想基础上,提出了元生成内在奖励算法(meta generative intrinsic reward, MGIR),并将其应用在机器人操作技能学习问题求解方面。具体步骤为先使用一个可将复杂任务分解为多个子任务的元生成内在奖励框架,对子任务进行能力评价;再引入生成内在奖励模块,将智能体探索得到状态的新颖性作为内在奖励,并联合环境奖励共同指导智能体完成对环境的探索和特定任务的学习;最后,在MuJoCo仿真环境Fetch中对离线策略强化学习进行对比实验。实验结果表明,无论是在训练效率还是在成功率方面,提出的元生成内在奖励算法均表现较好。     

基于MPU-6050和UKF的姿态测量系统设计

运动体姿态角度测量是姿态控制的重要组成部分.以微小型无人机姿态测量为应用背景,设计了一种基于整合型6轴运动传感器模块MPU-6050的姿态测量系统,针对MPU-6050存在精度低、漂移大而使得系统测量精度下降,且微小型无人机在复杂工作环境时系统出现典型的非线性的问题,提出将无迹卡尔曼滤波算法(UKF)应用于系统的姿态估计,并使用三轴转台检验了系统对各个姿态角度的测量效果.实验验证了姿态测量系统的有效性,并与EKF姿态解算对比,验证了UKF算法的优越性.     

正则粒子滤波算法在MEMS陀螺滤波处理中的应用

针对MEMS陀螺随机漂移的滤除,引入正则粒子滤波算法对其进行处理。首先,采集MEMS陀螺静态漂移数据,对其预处理;然后,采用时间序列分析方法建立自回归AR模型,并将其转化为相应的状态空间模型;最后,利用正则粒子滤波算法对MEMS陀螺随机漂移进行估计和补偿,并与工程中常见的方法进行对比。试验及仿真结果表明,正则粒子滤波在抑制MEMS陀螺随机漂移时效果显著,具有较高的实际应用价值。     

基于超声波的车辆倒车防撞告警器的设计

为增加汽车驾驶的安全性,设计了一种以STC89C52作为主控芯片,采用HC-SR04超声波测距模块的汽车倒车防撞告警系统,并利用蓝牙模块实现了主机端和移动端之间的无线通信.给出了系统的基本原理及设计方案,介绍了系统的硬件组成,并对硬件进行了选择.针对该系统的功能,对软件进行了设计.实验测试结果表明,该设计测量误差在3～5cm范围之内,满足车辆倒车防撞告警需求,具有较高的实际应用价值和市场应用前景.