虚拟仪器系统中的误差分析和修正

介绍了虚拟仪器系统信号传递过程中引进的各类误差,包括传感器误差、调理电路误差、信号采集及接口误差和虚拟仪器进行数据处理时产生的误差等.通过分析这些误差对不同的虚拟测试分析仪系统的影响程度来确定各系统中的主要误差源.还研究了虚拟仪器系统误差补偿和修正方法,即利用软件来修正和补偿系统误差,特别是非线性误差,并应用于虚拟式噪声分析仪的误差修正,获得了高精度的测量结果.     

静态计量方式的微机控制配料系统精度控制

从分析静态计量方式的微机控制配料系统的工作原理入手,指出影响配料系统精度的误差因素主要是落料误差、称量误差和累积误差。采用基于系统数学模型的给料误差补偿算法来降低落料误差,同时通过传感器、测量电路、秤斗安装等硬件措施和软件滤波、非线性修正、软件动态去皮等软件措施来降低称量误差,采用自动补偿算法降低累积误差。运行结果表明：微机控制配料系统某通道配比误差由1．2％降低到0．6％。     

传感器动态误差修正方法探讨

该文介绍了频域动态修正方法的原理及存在问题,采用在传感器之后增加一动态补偿环节来改善传感器之性能,探讨了补偿环节频率响应函数的求取方法,讨论了动态补偿数字滤波器的设计方法及传感器存在动态误差的判据,通过典型传感器的动标数据,用基于沃尔什函数的最小二乘建模方法获取该传感器之传递函数,设计了相应的动态补偿数字滤波器,并进行了计算机仿真计算。     

基于ARIMA预测模型和混合补偿算法的医用耗材检漏仪应用研究

针对现有医用耗材检漏仪存在的检测时间长、检测精度低的缺点,在cortex-A53硬件平台采用高精度模数转换芯片CS5534,对压差传感器进行温度补偿和基准电压补偿提高了检测精度;采用预测模型对采集数据序列进行预测,缩短了检测时长。具体方法为采用ARIMA预测模型对压差数据序列进行预测,并用幂激励前向神经网络对建模误差进行修正。对比测试数据能够获得小于15%的对称平均绝对百分比误差,预测性能良好。经过对400mL的耐压瓶实验表明,本设计达到了预期效果。     

基于变死区动态补偿的电液比例高精度点位控制

目的 针对以静扭矩为主的负载特性造成阀控马达特性的变死区特点,解决点位控制由于变死区引起的大定位误差问题。方法 选定一个死区补偿初值,以定位精度为目标,根据系统动态响应过程中的误差和误差变化特征信息,由死区补偿自学习算法寻求合适的死区补偿修正量。结果 在大范围内取不同负载扭矩值时,采用了变死区动态补偿算法均能得到高精度的定位控制。结论 采用变死区动态补偿方法,解决了电液比例阀控马达点位控制由于变死     

油气场站自动化巡检机器人系统设计

油气场站存储的物质由于具有可燃性,需要高频率的进行巡检。针对油气场站分布较广,占用面积较大,人工巡检费时费力,需要携带各种传感器进行采集与分析数据的问题,设计了一套油气场站自动化巡检机器人系统。该巡检系统包括自主移动平台、底层控制及传感器、自主导航算法、传感器检测算法、数据处理与预警平台。通过设计的被动式底盘和自主导航算法,该系统能够在油气场站的非结构化路面上进行快速巡检;通过设计的传感器检测及处理预警平台,该系统能够对油气场站的甲烷等易燃气体进行自主分析并数据回传,使得检测流程更加简洁高效。经实验测试,本油气场站全自动化巡检机器人系统能够完成灵活的越过各种障碍物,在危险环境下进行巡检,自主建立环境地图并导航,环境异常检测并回传数据,数据分析并报警等复杂任务,能够广泛的运用在油气场站的自动化巡检任务中。     

基于轴承座结构的轧制力补偿与修正装置研究

针对轧钢机轧制压力测试的准确性要求,提出了一种用于补偿轧制压力测试的传感器结构。该新型结构传感器有利于提高一般轧制压力测试传感器测试值的正确性,并进行适当的补偿与修正,避免因由轴承座与机架之间的摩擦力对传感器获取值的影响,改善了传感器的工作性能。建立补偿与修正轧钢机轧制压力测试装置的力学模型,并对该装置在工作时的测试特性进行了受力分析。在研究补偿与修正装置设计的基础上,开展装置的结构设计、理论分析和有限元验证。研究了常规轧制压力测试因忽视轴承座与机架之间的摩擦力对传感器获取值引起误差的因素,并提出了由附加拉杆传感器对传统轧制压力传感器测试值进行补偿与修正加以解决的办法。     

基于FPGA的高速图像采集系统

提出了一种基于FPGA的高速图像采集系统硬件方案.论述了高速、高分辨率图像采集系统的工作原理,从迸发数据暂存、大容量数据转存、高解析度、高帧频图像的实时传输及大容量数据终端传输等内容的研究完成了系统设计.对硬件电路的测试结果表明,该系统能够对图像传感器产生的高速大容量数据流进行采集存储,以FP-GA为核心处理器设计的高速图像采集系统大大简化了系统硬件结构,提高了系统可靠性.     

基于PVDF传感器的车辆动态称质量系统 算法分析及应用

为有效管理车辆超限超载,并为道路设计规划提供数据支撑,基于聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器提出一种适应高速公路动态称质量系统。针对压电膜传感器信号设计了电荷放大电路、单片机信号采集电路和SD卡存储电路等,提出用滑动平均滤波算法进一步处理采样信号,并对软件系统的设计流程进行了分析。为验证数据处理方案的准确性,进行了室外场地模拟试验,又进一步进行道路现场试验获取车辆载荷谱数据,通过对数据的分析得到此路段实际交通量的结构组成。试验结果表明,设计的称质量系统能够满足动态称质量的精度要求,具有较高的实际应用价值。     

基于现场称重测试系统的设计与研究

依据系统结构原理，推导出数学模型，提出一种适于称重传感器测试系统的控制策略。根据该测试系统的特点，建立误差补偿模型，确定数据处理方法。 试验结果表明，整个测试系统简洁、高效、可靠；控制方案简单、易行，满足系统的性能要求；所采取的误差补偿办法切实可行， 经过处理的测试数据能够准确反映传感器测试系统的性能。     

基于并联逆的超声波液位传感器故障误差补偿方法

针对过程控制系统(PCS)液位控制单元中超声波液位传感器故障引起的非线性误差,基于神经网络建模方法设计了一种并联逆补偿环节,有效地补偿了故障误差对系统的影响.通过实验分别获得故障传感器与正常传感器测得的液位值,并进行相应的预处理;基于上述离线数据,分别利用LM-BP、径向基函数(RBF)神经网络的非线性逼近特性,设计逆映射中的并联补偿环节;为验证传感器故障误差的补偿效果,基于OPC技术与Matlab搭建了PCS半实体实验平台,将设计的并联补偿环节置于搭建的PCS液位控制单元中进行闭环实验.结果表明,所建方法能有效补偿传感器故障产生的非线性误差,抑制了故障影响在系统中的传播,实体实验也显现了方法的工程可用性.     

FBG传感器温度性能及温度补偿实验

FBG温度传感器可以用于测温,在其他参量监测中,还用它作温度补偿.本文对FBG及其传感器的温度性能进行实验研究,旨在研究FBG传感器的温度灵敏度及提高温度补偿精度的方法.结果表明:从实验中得到的温度灵敏度与理论分析结果非常吻合;使用低膨胀材料做工作片基底,用高膨胀材料做补偿片基底,可以有效地减小温度补偿误差,提高测量精度.     

电动缸性能参数测试系统设计

针对现有的电动缸测试系统和测试方法不能满足电动缸产品出厂参数快速测量的问题,研发了一套以PC机作为上位机,雷赛DMC5480运动控制卡作为核心控制器,高精度磁栅尺为检测装置的电动缸性能参数测试系统。根据测试需求设计了开放式电动缸测试系统、测试方法和功能测试模块;结合数据测量装置,基于VB和API函数研发了开放式电动缸自动测试系统软件平台,包括电动缸的位置精度、回程误差、重复定位精度、误差分析与补偿及跟随误差测试等功能模块。该测试系统成功应用于某公司电动缸出厂参数快速测量。     

太阳敏感器输出误差测量装置研究

设计完成了一种太阳敏感器输出误差测量装置,其原理简单、成本较低,可以满足大部分太阳敏感器地面测试测量精度的需求。太阳敏感器是卫星动态模拟器敏感器部件的重要组件之一。太阳敏感器输出误差测量是卫星动态模拟器研制和实验操作的一项重要的前期工作,精确测量太阳敏感器误差对以后的理论计算和仿真实验有重要意义。太阳敏感器主要通过测量太阳光线与卫星某一体轴之间的夹角,确定太阳在敏感器本体坐标系中的位置,通过坐标矩阵变换得到太阳在卫星本体坐标系中的位置,最终在卫星的姿态控制系统中求出卫星姿态,即卫星的空间方位。提出了一种新的基于ARM7单片机的数字太阳敏感期输出误差测量装置设计方法。采用高精度数字式二自由度电动转台作为测量装置的基台,用于改变输入角度。采用ARM单片机控制器控制转台的转动角度和转动速度;采用专用的太阳模拟器作为太阳敏感器的输入光源;太阳敏感器的输出角度通过无线模块传送至PC机进行输出处理操作。对比转台角度和太阳敏感器的输出实测角度,可以得到太阳敏感器的输出误差曲线。本测试系统误差来源较少,主要为动力学转台的运动误差和太阳模拟器光源误差。转台的运动控制精度为0.00125mm/(°)。理想情形本装置的测量精度为角...     

基于位移测量的电液伺服阀动态测试方法

为了解决电液伺服阀动态测试中速度传感器在灵敏度、振幅和安装精度等方面存在的问题,设计了一种新型的基于位移测量的动态测试方法.该方法只需安装位移传感器作为无载油缸动态检测装置.位移信号经过放大滤波、高速采集、正弦拟合和微分变换等一系列软硬件数据处理后获取速度信号,并计算动态特性.理论分析和试验研究表明,这种新型的测试方法消除了速度传感器存在的弊病,能显著提高伺服阀低频时的动态测试精度,有效简化了安装和测试过程.     

基于异构多源传感的行人长航时变步长误差修正技术

低成本微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)传感器广泛应用于行人定位导航中,但在长航时下,MEMS传感器零位会随时间产生漂移,导致行人变步长误差成为主要误差.且传统的足绑式导航利用MEMS传感器自身信息判断零速时刻会出现错判漏判等问题.针对这两点,根据行人步态变化规律,在判断零速时刻时,加入压力传感器辅助的异构多源传感,同时针对系统误差设计了用于补偿的误差修正算法.对比传统方法,该设计可以明显提高导航定位精度,定位精度可提高一个数量级.     

基于递归神经网络模型的传感器非线性动态补偿

讨论了递归神经网络模型在传感器非线性动态补偿中的应用，给出了递归神经网络模型的结构及相应的训练算法．递归神经网络模型本身具有动态映射能力，其结构仅与输入层和中间层的节点数有关，且不需要知道被补偿传感器的结构特性(如输出、输入的最大延迟)等先验知识，简化了动态补偿器的结构设计．采用递推预报误差算法训练神经网络，具有收敛速度快、收敛精度高的特点．实验结果表明，经过补偿后的传感器具有期望的输入输出特性，应用递归神经网络对传感器进行非线性动态补偿是一种行之有效的方法．     

通风机数据检测与处理

本文讨论了单板机的通风机数据检测与处理方法,给出了实际系统和测试结果并对测试结果作了分析。     

高温气冷堆核电站蒸汽发生器管板定位机器人

管板定位机器人用于高温气冷堆核电站蒸汽发生器的传热管检修工作。作为堵管工具的载体,搭载各种不同的堵管执行单元,将其引导至指定的工作管孔,实施堵管工序。根据施工需求,开展了管板定位机器人研究。受限于被检对象及施工工况条件,管板定位机器人采用了模块化、轻量化设计。为消除管板定位机器人工作过程中管板结构应力变形、机器人自身运动误差和姿态调整引起的变形误差等因素影响,采用机器视觉辅助定位设计方案,消除上述各种非线性误差影响,提高管板定位机器人的位置控制精度。所设计的机器人样机在蒸汽发生器模拟体上进行了实际测试。结果表明,应用机器视觉技术进行目标定位及运动反馈控制是进行非线性误差补偿的有效手段,该方法控制精度高,控制系统相对简单可靠。