一种基于数字信号处理的阻抗参数测量新方法

利用数字信号处理理论与技术提出了一种阻抗参数测量新方法,即采用任意的周期信号作为测量的激励信号,激励信号的信噪比可以很低;采用高镜频抑制比的数字正交采样滤波器得到被测阻抗和标准阻抗上的电压采样序列的同相分量与正交分量,并据此确定被测阻抗参数,该方法能得到较高的阻抗参数测量精度和较宽的测量范围,并且硬件电路实现比较容易.文中给出了计算机仿真分析和硬件实现系统的实验结果,证明了新方法的有效性和正确性.     

HP5420A数字信号分析器性能和应用

HP5420A数字信号分析器是典型的双通道低频频谱和传递函数分析器。因为它能展示低频振荡情况,所以广泛地使用在机械结构、噪声、振动、控制系统、声学、相位噪声等电气和物理现象方面的分析。这个双通道分析器,分析频率范围从直流到25KHZ,分辨率可达40μHz;具有75dB的动态范围和不大于0.1dB的幅度不均匀度。它能做到瞬态采集和时间平均,自相关和互相关,直方图、线谱、自谱和互谱,传递函数和相干函数,以及冲击响应等功能的测量。被测信号可以是正弦、随机、瞬态和脉冲类型。内设工程单位标定器和供随机振动激励用的噪声发生器。测量结果显示在具有数字注解的、双迹高分辨率的HP1332A型阴极射线示波管     

一种新型RLC数字电桥的研究

RLC数字电桥是一种以微处理器为基础的自动测量电阻R，电感L，电容C，品质因数Q，损耗角正切值D等参数的智能元件参数测量仪器，该RLC数字电桥，利用DDS（直接数字频率合成）方法，产生波形好，幅值稳定的正弦波，作为测试激励信号，采用了基于V－I法的自由轴法测量原理和五端测量技术，相敏检波器设计方法独特，利用数字鉴相，提高了鉴相精度，积分式A／D转换器设计方法新颖，转换精度高。     

防尾随联动安全门状态监测控制系统的设计

针对银行等高安全性要求场所使用的防尾随联动安全门可能存在误锁、误开、不能及时关闭,需要集中实时监控的情况和需求,设计了一种防尾随联动安全门状态监测控制系统。该系统对安全门的开关状态、异常状态、故障状态等进行实时监测,并能将状态信息通过标准通信接口或无线方式传递给指定电脑,进而通过网络传递给上级监管部门。重点介绍了开关量检测中软件滤波及多重定时的改进方法,给出了硬件、软件设计原理及相关硬件框图和程序框图。     

临近空间低速飞行器风速仪研制及其在低温低压风洞中的标定试验

本文介绍了一种新型临近空间低速飞行器风速测量装置。风速仪基于旋转测压旋杆、增加测压旋杆两端测压探头动压的原理设计,在临近空间环境和超低动压条件下具有较高的风速测量精度。在中国电子科技集团公司第二十一研究所的临近空间环境模拟风洞中开展了低温低压低风速测量标定试验,试验来流速度范围为5~14m/s。试验结果表明,测量的动压信号与正/余弦函数拟合结果一致性较高,压差测量值的相对量可信度较高。此外,压差幅值信号与来流风速成线性关系,通过线性拟合的方法获得风速仪的测量标定模型。     

湘钢烧结厂SJ9500和SJ12000风机在线振动监测系统

介绍一种新的在线监测与故障诊断系统,并阐述其硬件和软件的实现方法。该系统集成了传感技术、信号分析技术、网络通信技术、控制技术和专家系统,实现了风机实时振动信号的自动采集,并通过计算机进行振动信号的处理和故障分析,能够及时反馈风机的在线状态,从而进行及时维修。该系统的实现提高了机械故障的监测速度和可靠性,在工业机械监测领域具有一定的实用性。     

声发射在微铣削过程中监测刀具破损的应用

应用声发射传感器对微铣削过程中的刀具状态进行监测。通过结合传声器传感器,利用小波分析,声发射传感器能更精确有效地监测刀具破损的现象。分别在几种不同的工件材料进行了声发射监测实验。通过该声发射监测刀具破损技术采集得到信号,再利用小波分析对实验数据分析。结果表明,在微铣削中利用声发射信号来监控刀具状态的可行性。     

基于修正模式的健康监测系统研究（英文）

现有的健康监测系统通常忽略了老年人真实健康需求并且缺少对不同被试者差异因素的考量,导致监测结果不准确,测量值与真实健康状态可能出现偏差,延误了对突发健康问题的救治。为解决这一问题,本文提出了一种新的健康监测系统,包括生理参数的测量、修正和反馈。本研究收集了老年人临床样本,建立回归方程和统计模型,分析性别、年龄、测量时间和体征值之间的关系。通过设计修正算法对体征测量值多次修正,将最终数据与标准值进行比较来判断是否正常。这一过程有效降低了误判风险,同时更准确地匹配用户实际健康状况。本文以老年人心率的测量及修正作为应用实例验证了该创新方法的有效性,并给出具体修正过程,为未来健康监测研究中其他影响因素的剔除或修正提供了科学依据。     

逆变器数字化控制关键技术

研究并解决数字控制的时间量化和数值量化对基于数字信号处理器(DSP)的逆变电源系统性能的不良影响。首先通过优化采样方式,显著减小控制变量的采样延时;采用前馈校正技术对死区效应进行补偿,以降低输出电压的谐波含量。提出频率调节和相位调整相结合的思想,合理设计数字锁相环,提高锁相速度和精度。利用实时的中心值校正信号改进数字控制算法,有效地消除数字运算截断误差累积造成的输出变压器直流偏磁问题。理论分析与实验结果证实了这些控制策略的有效性和合理性。     

薄膜电阻温度计原理性误差分析及数据处理方法研究

薄膜电阻温度计是高超声速测热试验中一种常用的传感器,多用于激波风洞中.改进薄膜电阻温度计测热数据的后处理方法,分析其原理性误差,提出修正方法,可以进一步提高热流测量精度,为防热设计提供可靠数据.应用三维热传导理论,考虑热流和温升的耦合影响,计算了气动加热条件下薄膜电阻温度计结构温升情况,得到了铂层内的温度分布规律,并与一维半无限简化理论得到的薄膜电阻温度计表层温度相互对比,得到了模型简化带来的原理性误差;建立了由表面温升计算表面热流的导热反问题计算方法,与经典的Cook-Felderman处理公式和热电模拟网络处理方法相互对比,提出了修止热流值的方法,为提高热流测量精度提供了一种可行的手段.     

一种新颖的Z源逆变器直流链峰值电压控制策略

提出了一种适合于Z源逆变器的直流链峰值电压直接检测与控制方法。Z源逆变器中逆变桥等效输入电压为其直流链峰值电压,控制直流链峰值电压恒定有利于减小功率器件的电压应力,同时给逆变级提供一个相对稳定的工作状态以及简化逆变侧的设计。在分析Z源逆变器直流链电压特性的基础上,给出了直流链峰值电压的直接检测方法,具有实现方案简单、成本低,不存在现有直流链峰值检测方法中的延时以及算法复杂等缺点。通过对检测得到的直流链峰值电压进行控制,在不同的输入电压与负载条件下都能实现直流链峰值电压的恒定。交流输出电压采用了峰值电压控制策略,通过采样输出电压,能实时计算得到输出电压峰值,通过控制峰值电压的恒定能够实现输出电压的稳定。基于所提出的直流链峰值电压与输出电压峰值控制策略,能够同时实现直流链峰值电压和输出电压的稳定,稳态与动态性能良好。实验结果证实了该控制策略的有效性。     

基于反电势形状函数法的无刷直流电动机直接转矩控制

采用两相导通模式时通过逆变器开关状态不能确定电压空间矢量,现有方案是通过实时测量3个相电压来解决这一问题,但系统变得复杂;此外现有方案在转矩观测中包含的微分项会降低控制精度,增大计算量,影响系统实时性。针对这两点不足,提出反电势形状函数法,在软件中实现了相电压的实时计算,使转矩观测变得简洁,更易于工程实用。最后给出的仿真与实验结果证明了反电势形状函数法用于无刷直流电机直接转矩控制中的可行性与有效性。     

具备高适应性的高速铣削刀具磨损状态监测系统

为提高加工监测系统的适应性和智能化程度,提出基于刀具磨损曲线的实时刀具状态监测系统。自学习能力的引入使该系统可自动进行不同刀具状态的识别和磨损程度的估计,较大程度上摆脱对系统事先"教学"的依赖。同时为有效抑制切削参数变化带来的干扰,提出一种特征提取方法来自动提取敏感特征,减少监测系统开发时间和成本。针对高速铣削过程的刀具磨损监测,采用切削力和声发射传感器来采集信号,并运用时域、频域和小波分析技术来对信号进行处理,试验结果证明了所提出的自动特征提取方法的有效性和智能刀具状态监测系统的高适应性。     

CTL-88B天气雷达远程遥控改造的可行性分析

通过对CTL-88B天气雷达远程遥控改造,实现了利用计算机进行信号远程传输的功能。当雷达主端和远端的计算机组成一个局域网后,远端的计算机可通过网络对主端计算机进行远程控制,在远程使用主端计算机控制雷达运行,实时采集、处理和显示回波信息,从而实现雷达的远程遥控。     

数字孪生技术在航天制造领域中的应用

数字孪生是连接现实世界与虚拟世界的数字纽带。作为一种前沿技术,数字孪生技术通过与大数据、物联网、人工智能技术的结合,能够实时、动态地反映真实物体运动状态。目前传统航天制造中存在着动态响应能力不足、部门间信息整合能力差、地面伴飞系统建造成本高等问题。本文探讨数字孪生技术在航天制造领域下的应用集成方案,旨在为传统航天制造业改进提供思路。首先介绍数字孪生技术提出的背景及其概念,其次论述数字孪生相关技术,随后探讨了数字孪生在航天制造车间管控、控制系统智慧仿真、航天器数字伴飞等场景下的应用模式,最后总结数字孪生技术在航天应用中的一些挑战。     

基于STM32和Zigbee对齿轮箱无线监测系统开发

目前针对齿轮箱的传统监测系统多数都是采用有线数据传输的方式进行监测,而传统的有线监测距离短、成本高、灵活性差。针对这些问题设计了一种以32位Cortex-M3内核STM32F103C8T6和CC2530组成无线收发模块,通过构建Zigbee无线局域网络的形式,将传感器采集到的信息实时发送到上位机监测界面。实验结果表明,该无线监测系统工作稳定,能够实时掌握齿轮箱的运行状态,相较于传统有线监测在一定程度上扩大了监测距离,为齿轮箱的无线监测手段提出一种可行的方案。     

用热流探针测量激波速度

激波速度测量是激波管和激波风洞运行状态的一个重要参数,压电传感器或光学方法测速系统成本高,而传统电离探针在激波马赫数较低、波后温度达不到空气电离程度的情况下无法满足实验要求。提出了一种使用同轴热电偶作为测速探针来测激波速度的方法,弥补了电离探针在激波马赫数较低时的不足。介绍了同轴热电偶探针测速原理,并设计了测量激波速度的系统电路。通过信号放大电路锁定激波冲激信号,触发脉冲信号发生电路,实现了一种单通道、多测点的激波风洞测速系统。分别开展以温度与热流为触发信号的风洞实验,结果表明只有使用热流信号才能满足激波测速的时间要求。     

航天器密封舱加筋壁板碎片撞击监测技术研究

航天器密封结构在轨长期运行期间会受到空间碎片撞击,使密封结构出现不同程度的损伤。如果这些损伤不能被及时检测出来并采取相应措施,可能会带来灾难性的后果。对碎片撞击进行监测可以为航天员采用正确修复方案提供依据。本文利用基于超声导波的结构健康监测技术感知空间碎片对航天器密封结构的撞击。首先,在 Abaqus 有限元仿真软件中,用不同速度的钢球冲击模拟真实的冲击形式。具体分析了超声导波在该壁板结构中的传播特性。用小波变换的方法进行信号处理,据此提取了合适的冲击监测所需的信号频率。其次,设计了一种基于信号互相关分析的冲击成像算法确定撞击位置。比较了不同压电传感器网络定位准确度以及监测效率,选择了一种可靠的组网形式进行监测。最后针对航天器壁板,在实验室环境中验证了该算法的有效性。实验结果表明,该监测系统具有良好的准确性与可靠性。     

超高时空分辨率磁纳米测温前沿与进展

特殊条件下的远程、快速温度测量的前沿需求，对经典温度传感技术提出了挑战。磁学原理测温方法在这些领域颇具潜力，磁纳米粒子具备显著高效的温度–磁场转换效应及纳秒尺度的响应时间，可实现远程、高精度、快速的温度测量。本文综述了目前国内外磁纳米测温技术的发展现状，具体包括几种不同的磁纳米温度测量物理模型及仿真分析方法，以及相应的温度信息提取方法与测量系统设计。基于磁纳米粒子的远程温度测量方法主要原理是测量磁化率或磁化强度信号，通过Langevin磁学模型获取温度信息。多个原型实验证明了磁纳米测温技术在远程或超快速等约束条件下应用的可行性。磁纳米温度计为大功率芯片的结温测量、瞬态温度测量、穿透金属的远程温度测量以及高超声速风洞转捩点下游温度成像等极端条件下的温度测量提供了一种新的测量工具。     

反射式动栅光纤传感器及应用

提出一种新型的光纤传感器——反射式动栅光纤传感器。这种传感器是采用光纤作为传光元件,而敏感元件是一对等节距光栅,其中一块为定栅,一块为动栅,当两光栅位置发生变化时,其光通量随之变化,再经光电转换系统转换信号后以电信号输出的传感系统。该传感器结构简单,使用方便,可用于测量位移、应变及其它物理量,尤其是在高温测量、连续变化量测量及实时监测等方面,更显示其优越性。文中给出了这种传感器的理论分析,并以测位移为例,给出了实测结果。实验结果表明,理论分析与实验结果相一致,并具有一定的测试灵敏度