低温漂便携式水平校正仪设计

为了给潜艇航行自动化提供可用信息，满足潜艇部分仪器工作平台实时水平校正的要求，利用NS45/P2数字输出双轴倾角传感器设计了一种便携式水平校正仪，并通过实验对倾角传感器零点温漂进行了补偿。实际应用表明，该水平校正仪转换线性好，工作稳定，可实时、准确的测量倾角。     

融合倾斜仪数据的盾构姿态严密解算模型

推导了倾斜仪与盾构的严密标定模型;将倾斜仪采集的双轴角度数据视为平面点云,推导了倾斜仪角度数据的稳健估计方法;在前述模型方法的基础上,利用最小二乘配置方法建立了倾斜仪与棱镜数据融合的严密联合解算模型.最后,通过试验对上述模型方法进行了分析验证.结果证明,提出的盾构姿态解算模型正确可行.     

立井罐道测斜仪的研制

本文简要介绍了立井罐道测斜仪研究中的几个关键性的技术问题；包括立井罐道的偏斜特点及形态．测斜仪的设计原理和测斜传感器的技术关键等。     

VP型宽频带倾斜仪故障信号的BBA-SOM智能诊断

针对现有VP型倾斜仪故障诊断主要依靠人工经验和诊断流程较为复杂的问题,提出以互补集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition, CEEMD)多尺度近似熵和二进制蝙蝠算法(binary bat algorithm, BBA)优化SOM神经网络参数的VP型倾斜仪故障诊断新方。首先,将归一化后的仪器故障信号进行CEEMD分解,对6阶本征模态函数(intrinsic mode function, IMF)求取多尺度近似熵值;然后将网络输入法按比例分为训练集和测试集,以训练集的识别率为适应度函数,应用二进制蝙蝠算法(binary bat algorithm, BBA)优化SOM神经网络的竞争层维数和网络训练次数;最后应用上述得到的BBA-SOM网络模型对倾斜仪故障特征数据进行辨识。实验表明：CEEMD多尺度近似熵判据对倾斜仪故障特征的区分效果符合预期;相对于朴素贝叶斯、AdaBoost集成学习与LDA等学习模型,BBA-SOM模型可以准确进行故障诊断;该方法对实现VP型倾斜仪故障的自动诊断有重要现实意义。     

钻孔侧斜仪的原理及在边坡监测中的运用

钻孔测斜仪是目前最常用的测定岩体、土体水平位移的仪器之一,通过监测可以确定岩体、土体滑动的大概位置、方向及滑动距离,对边坡的动态监控起着重要的作用.本文介绍了钻孔测斜仪的组成、工作原理及测斜管埋设技术,并结合工程实例进行分析,应用.     

基于BOTDR的分布式光纤测斜管研发与应用

深层水平位移是基坑工程安全监控的重要监测指标,通常采用测斜管进行监测,确保基坑的安全与稳定。为了提高测斜管监测结果的精度与自动化程度,弥补传统监测手段的局限与不足,从基于布里渊光时域反射计(BOTDR)光纤监测技术原理和特点出发,研发了一种基于BOTDR技术的分布式光纤测斜管,详细介绍了其制作方法与施工工艺,通过现场基坑测试,获得了分布式光纤测斜管的应变信息,并通过数据分析获得了基坑深层水平位移变化。结果表明:基于BOTDR技术的分布式光纤测斜管能够准确地反映基坑的变形情况,具有很好的工程适用性,且与传统监测手段相比,具有测量精度高、数据采集全面、监测方便、能够实时监测等优点,在基坑工程的变形监测中具有显著的优越性和推广价值。     

测斜仪在路基水平位移监测中的若干问题探讨

结合工程实测数据,对利用土体测斜仪考察路基水平位移过程中的几个常见问题进行了系统性考察.对比分析表明:铝合金测斜管导向槽的扭转较小,而塑料测斜管的扭转问题较为严重;测斜管达到极限变形后,极限弯曲部位以下地方的水平位移无法进一步测量;测斜管两端被相对固定,且测斜管管材的刚度远远大于饱和软土,导致软土与测斜管不能协调变形.可见,基于测斜仪得到的水平位移数值是近似的,有可能因非确定性因素导致监测结果存在较大的误差.因此,需要改进现有的测斜仪测试技术,突破依靠导轮式测头在测斜管导向槽内的滑动来考察水平位移大小的设计理念,减少水平位移测试技术中的误差根源.图6,表1,参8.     

井眼轨迹随钻测量中的测斜仪器不对中随机误差分析

为了更加准确地描述随钻测量时产生的井眼轨迹误差，利用误差分析方法对随钻测量时测量仪器与井眼轴线不重合所产生的误差进行了分析，并采用拉格朗日插值进行了计算。结果表明，这种不对中所引起的测量误差属于随机误差的范畴，该误差对井斜和方位测量结果的作用是相同的，且服从均匀分布。算例分析表明，这种随机误差相对于系统误差所造成的井眼位置的不确定范围要小得多。测点处的随机误差椭球的中心与测点之间的距离很近，但是，随着钻头尺寸与钻铤尺寸差别的增大，此距离增大，并且椭球的3个半轴也呈现相同的变化趋势。     

6自由度绳牵引并联机构的运动学参数标定

首先提出一种8根绳牵引的转动自由度解耦的6自由度并联机构,并建立其运动学模型．接着引入用 2个倾角计对6自由度绳牵引并联机构进行运动学参数标定的方法,并利用该方法对该机构的49个主要运动学参数进行辨识．最后,通过计算机仿真,对辨识结果进行验证,从而为提高该机构动平台的位姿精度莫定理论基础．这种标定方法适用于一般6自由度绳牵引并联机构的运动学参数标定,在标定时也可用相似的测量仪器来代替倾角计．同时,可在控制系统中在线嵌入其对应的标定修正模块,以便连续地补偿机构的运动学参数误差．     

水轮机叶片坑内修复机器人姿态估计改进算法

水轮机叶片修复机器人的姿态估计,可能出现姿态矩阵退化和Euler角奇异的问题。该文采用四元数建立了"一次转动姿态误差"(one-rotation pose error,ORPE),以更好地描述机器人姿态估计误差。基于ORPE研究了低精度惯性器件长期运行的积累误差,并采用倾角传感器校正姿态估计。理论上,仅有倾角传感器本身不能校正姿态矩阵,该文以ORPE和Frobenius范数为准则,给出机器人姿态的有效校正值。仿真结果验证了所提算法的有效性。基于低精度惯性器件与低精度倾角传感器的组合,该算法可以给出相对较高的姿态估计精度。