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...     

基于单片机控制的太阳能光电跟踪器的研究与应用

在太阳能利用领域,由于太阳光线的入射方向（方位角和高度角）相对于地球上的某一点位置是不断变化的,为在不同季节不同时间都能最大效率的采集太阳辐射能量。聚光装置必须采用自动跟踪装置随时跟踪太阳。通常聚光比越高对跟踪精度的要求就越高,造价也就越高。因此,从能源利用及经济性等方面综合考虑,低成本的太阳光线跟踪技术具有重要意义。本文对一种基于单片机控制的太阳能光电跟踪器的研究和应用工作做出了总结。     

基于两轴红外地平仪的全范围角度测量方法

姿态测量是飞行器实现自主导航的前提条件.针对单轴红外地平仪在飞行器姿态绝对测量中存在盲区的问题,提出了利用两轴红外地平仪进行全范围角度测量方案.在待测姿态角平面内,将地平仪两轴垂直放置,通过判断转动过程中两组传感器所在的象限位置,利用两轴必有一轴工作在非盲区的特点,合理选取输出量进行转角解算.解算结果和实验设定转角进行比较,二者静态偏差小于1°, 能实现360°全范围角度测量.两轴红外地平仪全范围角度测量克服了单轴红外地平仪角度测量范围的局限性,对飞行控制中姿态角反馈具有重要意义.     

采用真空激光技术实现直线型混凝土重力坝变形连续监测

针对连续监测直线型混凝土重力坝变形的要求，采用基于三点法准直原理的真空激光波带片衍射成像方法，研制出全自动真空激光变形测量系统并取得了成功的应用．该系统主要特点为：全自动，在主控机的控制下全自动运行，可在设定的时间点上对大坝的水平和垂直变形同时进行监测；精度高，采用特殊设计的接收装置和专门的优化算法，测量精度0.1mm，分辨率0.01mm；全封闭，为保护整个系统的安全和稳定运行，整个系统采用全封闭设计；系统同时具有网络通讯能力，上位机可通过Internet自动连接现场主控机，远程实现对整个测量系统的完全控制．     

基于双自由度万向轮机构的爬壁机器人运动状态检测

摘要： 设计了基于双自由度万向轮机构的速度测量装置,该装置由双自由度滚轮、旋转编码器、角位移传感器和水平姿态传感器等构成.机器人运动时,利用水平姿态传感器检测爬行机构的转动角速度,双自由度万向轮机构利用角度传感器测量速度方向,利用光电编码器测量速度大小,实现对机器人运动状态的测量.根据其测量结果,建立了电动机输入和控制点运动状态之间的关系,为机器精确任务操作提供了基础.     

基于PLC的太阳开水热水系统智能变频控制研究

利用PLC控制技术和变频调速技术成功地开发了太阳开水、热水全自动智能化控制系统.该控制系统采用模块化设计,可根据用户需要进行功能扩展,增加其它控制功能.应用的效果表明,该控制系统实现了对整个太阳开水、热水系统的全程智能化自动控制;同时系统运行稳定、节能效果显著,在保持水质、水温、水压平稳性及操作方便性和可靠性等方面都具有明显优势,应用前景广阔.     

基于TMS320C5402的公路动态称重系统设计

介绍了一种基于DSP的公路动态称重系统的结构和实现方法,指出该系统可以自动测量车辆的轴载、轴距、车速等数据,实现全自动的动态称重计量。     

天空光遮蔽法在高叶绿素水体中的阴影问题研究

天空光遮蔽法(SBA)是一种直接测量离水辐亮度的方法.该方法通过浮体结构实现,其关键是用于屏蔽天空光的元件——遮光锥.目前浮体结构及遮光锥在高叶绿素水体中产生的阴影效应尚不清楚.本研究依前人经验建立了SBA测量系统,评估浮体结构对SBA的影响发现:在晴天,辐亮度光谱仪观测方位角处于0°~90°以及270°~360°时,浮体结构带来的影响可以忽略;在阴天,浮体结构对各观测方位角的离水辐亮度测量值均有显著影响,即现有的浮子系统SBA可能并不适用于阴天条件.而关于遮光锥阴影问题的探讨发现,在高叶绿素水体中(叶绿素质量浓度50mg/m3),若将遮光锥阴影半径由原设计的4.5cm减至2.2cm,Gordon自阴影校正模型的临界太阳天顶角可由37°降至12°.     

五自由度对接缓冲试验台三维转动实现的研究

针对对接飞行器的特性和技术要求，研究了五自由度地面对接缓冲试验台的三维转动实现方法。确定了以三轴转台的形式来实现三维转动。应用模糊有限元理论．设计了质量轻、强度刚度大、适于大撞击的转台框架结构，使整个框架的质量减少8．7％。根据对接初始姿态的设定要求，提出一调整简便、解锁迅速、质量轻、安全可靠的三维姿态调整及锁定装置，并给出相应的计算模型和结果。     

高精度鲁棒的座舱头部姿态跟踪器研究

针对复杂座舱环境设计了一个由inside-out(IO)光学跟踪器和outside-in(OI)光学跟踪器组成的新型座舱头部跟踪器.提出一种新颖的混合跟踪算法,利用扩展卡尔曼滤波器和融合滤波器融合座舱跟踪器中IO跟踪器和OI跟踪器的姿态信息,建立了实验装置验证提出的姿态融合算法.初步实验结果显示,与单一IO或OI跟踪器相比,该混合跟踪算法能够使座舱头部跟踪器获得更精确、更稳定、更鲁棒的位置方向信息.验证了所设计的座舱头部姿态跟踪器的结构合理性和所提出的混合跟踪算法的有效性.     

带自动跟踪装置民用太阳灶的研制

文章介绍了一种在西藏大学＂大学生创新性实验计划＂项目的资助下,全部由西藏大学理学院06级应用物理班的学生自主设计和研制的自动跟踪太阳灶。它采用以光敏电阻为核心的控制电路,跟踪电路通过对双轴控制来实现对太阳仰角和方位角度的有效跟踪,从而实现太阳辐射能的高效率利用。文章主要从跟踪系统的设计思路和自动跟踪太阳灶的实际制作方面出发,进一步探索简易经济自动跟踪太阳灶的应用前景。     

双抛物面均匀反射聚焦式光伏发电供热装置

为进一步提高光伏发电系统的整机效率,研制了一套基于双抛物面均匀反射聚焦方式的新型光伏发电供热装置.分析了装置的整体构件组成、双抛物面聚光原理及其结构参数关系,并给出两轴伺服跟踪实现原理框图.基于滤红外线和水冷法相结合的光伏电板冷却技术,及两轴伺服结构和混合追日跟踪策略等技术原理进行设计.通过对原理实物样机的现场实测,验...     

混凝土箱体桥梁自控温装置设计与温度分析

为解决混凝土箱体结构的温度裂纹问题,基于太阳辐射与来自近环境表面低红外辐射之间的能量密度失配,研发出一种可以在白天用于混凝土箱体桥梁表面的自控温装置。该装置采用辐射降温涂层和复合定形相变材料相结合,多层控温的方式,外挂在腹板表面,从外向内依次分为滤波器、反射层、封装层、潜热层和连结层5个部分。以陕西神沙河大桥为例,通过现场实测和理论分析相结合的方法,研究了自控温装置安装前、后混凝土箱体腹板外侧的温度和温度应力。结果表明：自控温装置是一种能够避免太阳辐射等因素导致混凝土箱体表面开裂的有效措施。对未安装自控温装置的箱体,腹板外侧对外界环境温度敏感,温度波动区间较大,最大温度应力较大;对已安装自控温装置的箱体,由于辐射降温涂层反射了部分太阳辐射,以及复合定形相变材料的相态转变向外界环境释放或吸收了部分潜热,腹板外侧温度波动区间较小,最大温度应力较小。     

双抛物面均匀反射聚焦式光伏发电供热装置

为进一步提高光伏发电系统的整机效率,研制了一套基于双抛物面均匀反射聚焦方式的新型光伏发电供热装置.分析了装置的整体构件组成、双抛物面聚光原理及其结构参数关系,并给出两轴伺服跟踪实现原理框图.基于滤红外线和水冷法相结合的光伏电板冷却技术,及两轴伺服结构和混合追日跟踪策略等技术原理进行设计.通过对原理实物样机的现场实测,验证了装置设计的正确有效性.     

基于单片机的太阳自动跟踪装置的设计与制作

为了充分、高效地利用太阳能, 人们普遍采用跟踪太阳的方式来实现.设计并制作了一种以单片机为核心的新型太阳自动跟踪装置.装置根据地理纬度、太阳赤纬和太阳时角,计算太阳的高度角和方位角,从而控制步进电机,通过传动机构实现太阳能电池板自动跟踪太阳的目的.从装置的原理、结构和应用效果等方面,对系统各部分进行了介绍.     

壁挂式即时自动跟踪高效太阳能热水器

太阳能热水器对天气的依赖程度较高。在有限的日照时间内,为了提高太阳能的利用率,同时增加太阳能热水器的智能化,结合电子控制系统和机械传动机构,将现行的固定式集热面板设计成可随太阳移动而转动的形式。从而使太阳光始终直射集热器,最大程度利用太阳辐射能。其次,利用附加的太阳能电池板组日常蓄积的电能维持系统运转,无需使用外加电源,减少了常规能源的消耗。设计主要利用太阳能集热板随太阳高度角的改变而改变俯仰角,以此增大太阳光利用率。同时附加太阳能电池板,提供系统运行所需的电能,无需外加电源,节能环保。配以时钟控制、水位监测、风速报警、应急供电系统,实现了太阳能利用率的大幅提升。     

非接触式在线动态扭矩测量装置的设计

介绍了一种非接触式多工况在线动态扭矩测量装置。此装置利用装在转轴上2个截面的反射装置反射检测介质来传递转动轴上的信息，然后通过积分得到2个截面的相对转角，再通过控制系统进行扭矩的测量、结果的处理及数据的输出，可达到智能化的动态测量。     

太阳能空气能热泵中电子膨胀阀受太阳辐射影响下的运行特性分析

为了解决太阳能空气能热泵(SIASHP)系统中电子膨胀阀(EEV)的开度受太阳辐射影响,导致热泵系统无法稳定、高效运行的问题,运用实验和TRNSYS软件模拟的方法,对SIASHP系统中EEV受太阳辐射影响下的运行特性进行研究.结果表明:SIASHP机组性能与EEV的开度不成正相关,存在某个峰值;相较于常规机组,SIASHP机组的EEV阈值更大,根据此特性,当EEV在较大的开度区间内调节时,SIASHP机组仍可保持正常运行;为保证SIASHP机组的安全稳定运行,自控装置应综合过热度和太阳辐射强度对电子膨胀阀进行调节.     

空间目标的光散射特性研究

利用Modtran大气传输模型计算了不同高度的太阳辐射和傍晚不同时刘的背景辐射．利用基尔霍夫近似法求出雷达散射截面。进而求出双向反射分布函数．通过双向反射分布函数将光辐射的入射照度和目标的散射亮度联系起来．结合目标的几何建模，计算了空中目标在不同位置以及在不同观测站观测时的光谱分布，并与傍晚时刘观测站的背景辐射进行比较。从而确定卫星的最佳观测时间．     

自然环境加速实验装置中自动跟踪太阳方法

自然环境中的材料加速老化实验装置的使用已成为时候性实验的主要发展趋势，它的研制成功，对新材料，新涂料的研究开发具有深远的影响和推动作用。全自动、全天候准确的跟踪太阳则是该加速实验装置的重点攻关项目。提出了用于该加速实验装置的一种新的准确跟踪太阳轨迹并对太阳运行轨迹公式进行修正的方法，介绍了该装置实时跟踪太阳模块的设计及其对太阳轨迹的修正，并对跟踪模块中使用的跟踪太阳传感器原理进行了详细的阐述。