小型光电编码器动态误差检测

为克服传统编码器检测系统制造成本贵、检测过程复杂、检测点数少、手动操作精度低、不能实现动态性能检测等缺点,设计了小型绝对式光电编码器动态误差检测系统,开展了对小型光电编码器动态误差检测的研究. 对比分析了国内外传统光电编码器误差检测技术的优缺点,提出了采用简单易行的比较法对光电编码器进行动态误差检测的方法;建立了光电编码器动态误差检测系统,并完成了动态误差检测系统的关键技术设计;对所设计的动态误差检测系统进行性能测试,并利用该装置对某光电编码器进行动态误差检测. 经过测试,该动态误差检测系统能够实现在0~90 r/min转速下,对不高于16位的小型绝对式光电编码器进行动态误差检测,其检测精度为1.22".      

采用激光传感器的同轴度检测技术研究

针对车桥减速器桥壳轴承孔的同轴度检测问题,设计了一种基于二维激光位移传感器的同轴度检测装置。该装置通过二维激光位移传感器在孔内旋转一周进行测量数据采集,并利用编码器实现了采集过程的闭环控制,采用该装置可提高数据采集效率。为了进行同轴度计算,提出一种针对三维点云数据的最小二乘迭代法。首先,将采集到的角度、径向距离转换成三维坐标的点云数据形式。接着,以残差最小为优化目标,利用高斯-牛顿迭代方法确定出最优轴线。该方法利用了整个圆柱孔测量数据,并通过基于残差最小的优化方法计算得到两端孔的轴线和它们的公共轴线,然后,以公共轴线为基准计算出同轴度误差。与传统的通过计算多个横截面中心来确定轴线的方法相比,该方法提高了计算精度。同时,针对影响同轴度测量精度的一些因素,如测量装置的安装精度、转轴的径向跳动等进行了分析,并给出误差补偿方案。最后,将该装置的测量结果与三坐标测量结果进行对比,验证了该方法的正确性。     

排球抛球及挥臂击球动作数据的采集与传输研究

排球抛球及挥臂击球动作具有动态性,当前数据采集与传输方法适应能力较低,导致数据采集与传输精度、实时性和可靠性受到很大的影响,为此,提出一种新的排球抛球及挥臂击球动作数据的采集与传输方法,依据每个惯性传感器得到排球运动员进行抛球及挥臂击球动作时的关节姿态数据,经实时坐标转换处理完成人体模型中的所有关节对排球抛球及挥臂击球动作的对应跟踪,获取相应数据。采集到排球抛球及挥臂击球动作数据后,通过传感器网络,依据节点传输概率对排球抛球及挥臂击球动作数据进行传输。为了使节点间协作完成数据传输,通过构建预测连接时间的数据转发模型实现数据转发。实验结果表明,所提方法具有很高的采集精度、传输实时性和可靠性。     

基于ARM工控主板的环境数据采集及无线传输系统

在传统的数据采集装置中,单片机加采集卡方式存在采集通道少、单任务及实时性差等不足;工控机加装采集卡的方式费用较高且不宜维护。由于ARM芯片体积小、价格低、可靠性高,成为当前嵌入式数据采集装置的首选。选用ARM8006工控主板,设计开发了多通道实时数据采集监控系统,开发的设备能够保证采集过程中数据的可靠性及实时性,并可将现场采集数据通过无线网络传输到上位机,整个系统实现了数据采集、显示、存储及无线传输等功能。     

变分自编码器和注意力机制的异常入侵检测方法

针对传统的机器学习算法在检测未知攻击方面表现不佳的问题,提出了一种基于变分自动编码器和注意力机制的异常入侵检测方法,通过将变分自编码器和注意力机制相结合,实现使用深度学习方法从基于流量的数据中检测异常网络流量的目标。所提方法利用独热编码和归一化技术对输入数据进行预处理;将数据输入到基于注意力机制的变分编码器中,采集训练样本中隐含特征信息,并将其融入最终潜变量中;计算原始数据与重建数据之间的重建误差,进而基于适当的阈值判断流量的异常情况。实验结果表明,与其他入侵检测方法相比,所提方法明显改善了入侵检测的精度,不仅可以检测已知和未知攻击,而且还可以提高低频次攻击的检测率。     

发动机燃烧信号模拟分析装置的开发

通过对已有的发动机燃烧信号的分析,设计了燃烧信号输出装置,同时基于LabVIEW开发了燃烧分析系统.通过SolidWorks设计了模拟装置的连接部件和支架等,采用与电机连接的曲轴转角编码器产生采样信号和上止点信号,利用NI采集卡实现对已有燃烧信号的重采样.系统利用插值算法完成了时域/角域信号的转换,保证了模拟试验中采集的信号的正确性;研究了高速采集下,程序不发生溢出错误的参数设置问题;对采集数据进行分析处理,实现p-ψ图的显示及有效性能指标的计算.试验表明:该系统工作可靠,采集数据误差在2％以内,指示功和平均指示压力误差在3％以内,系统精度满足使用要求.     

一种凿岩机器人机械臂位姿数据采集方案设计

针对传统凿岩机器人机械臂位姿数据采集方案存在采集精度不高、抗干扰能力差等问题,提出了一种凿岩机器人机械臂位姿数据采集方案。采用绝对值编码器对机械臂位姿变化数据进行采集,并基于同步串行接口(SSI)差分输入、串行输出的设计方式完成编码器数据传输。选用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为控制器,微处理器(ARM)STM32F412作为系统处理核心,通过控制器局域网络(CAN)接口完成数据输出。实验结果表明:本方案具有良好的采集效果,机械臂末端位置信息在X方向、Y方向和Z方向上的最大误差为9.60 cm,最小误差为0.09 cm,满足隧道施工中偏差不得超过±10 cm的技术要求。该方案保证了采集系统的采集精度,提高了数据传输过程中的抗干扰能力。     

基于广播模式的录井仪实时数据传输系统的设计与实现

随着通信技术发展,应用Socket通信技术进行综合录井数据的远程传输,可以将现场录井数据信息实时传送到基地,为油田提供集录井现场信息采集、远程信息传输、基地信息接收处理为一体化的信息服务.本文描述卫星实时数据传输系统及应用研究建设项目中的数据采集模块的设计过程.在此过程中使用了VC 及Delphi两种IDE,采用了动态链接库及多线程技术来完成Socket通信,该系统具备采集、传输和接收实时数据的功能.     

新型光学编码器在大坝水位计量中的应用

在大坝、水电站、水库等水利工程中,常采用各类水位计量装置来实时检测水位变化情况。文章采用浮子式结构的水位计量系统,使用新型光学编码器作为水位信号采集装置,并介绍了该编码器的基本原理和工作特性。同时,从系统整体构架入手阐述了系统结构的设计方案,详细说明了编码器与系统的硬件接口电路和软件设计思想,最后由总体精度实验给出了该系统的综合精度指标。     

基于普通编码器的高精度位置检测方法

根据普通增量式光电编码器测量转角位置的原理，分析了量化误差的形成原因和编码器脉宽制造误差对测量精度的影响，提出了新的信号处理算法——脉冲细分法，利用该方法减小了量化误差．同时标定出编码器的脉宽系数井以它作为脉宽制造误差的补偿参数，消除对位置测量造成的影响，最终提高了系统的测量精度．     

基于同步姿态测量的地空三分量电磁接收系统设计

针对地空三分量电磁探测对接收信号高速、同步、大量存储、同时记录线圈姿态信息的需求,提出了带有高精度同步姿态测量的全波形地空电磁探测数字接收系统。设计了针对地空电磁法的模拟信号调理电路,通过两片同步驱动的高速24位AD芯片实现三通道高速采样,由FPGA实现了大量数据的实时传输。设计了同步姿态测量装置,可实时同步存储线圈姿态数据。实测结果表示,该数字采集系统能满足三个通道全速192 k Hz的采样率采集电磁数据、以100 Hz的采样率得到同步的线圈姿态数据,并通过实地野外实验证明了该系统可以完成含姿态测量的地空电磁三分量数据采集工作。     

一种高精度的光电编码器检测方法及其装置

为解决高精度光电编码器检测中存在的问题,提出了最高分辨率检测和全面统计检测的方法,并研制了相应的自动化装置.该装置采用机械传动系统,配合步进电机,以蜗轮蜗杆对步进电机的输出角位移进行细分,提高了电机的控制精度,实现了高精度的测量;由PC作为上位机,单片机作为下位机对检测系统进行控制和数据采集,实现了测量的自动化;采用最高分辨率检测和全面统计的方法在PC机上进行自动数据分析,实现了分析的自动化.实例检测表明,该系统实现了对最高达18位的各类光电编码器静态和动态自动、快速、全面、精确的检测.且较功能相同的系统成本大幅降低,     

大轴滚轮测量系统中光电开关特性标定

在高精度大轴滚轮测量系统中,为保证整个测量系统实现预期的高精度,必须对组成系统的各个测量环节的精度加以控制。文章介绍了光电开关测量大轴转数精度的标定方法以及为此研制的标定装置、数据采集处理软件,并给出了光电开关响应位置及光电脉冲上升沿延时的标定结果。     

基于惯性导航系统的轨道不平顺方法

针对目前轨道存在的不平顺现象,设计出了一种轨道不平顺检测系统。传统的惯性导航系统直接装在运载体上的底盘上,且为单惯性导航系统。振动信号传递不直接,采集数据不全面。通过在轨检车两侧的专用惯导平台进行双惯性导航系统的固装,信号采集更为直接和全面。内部导航采用四元数法进行姿态矩阵的实时更新。双惯性导航系统可以实现左右钢轨x、y以及z轴三轴数据的实时采集,对采集的数据进行拟合和积分,即可得到轨道的相关不平顺信息。且轨检车上搭配轴角编码器可以实现数据的同步采集,采样时间和采样里程的实时输出。通过系统动态测试和人为静态测试,验证了设计的合理性。左右轨垂向高低不平顺误差分别在(-0. 66 mm,0. 52 mm)和(-0. 43 mm,0. 56 mm);左右轨横向不平顺误差分别在(-0. 51 mm,0. 64 mm)和(-0. 42 mm,0. 43 mm)之间,轨距偏差在(-0. 55 mm,0. 83 mm)之间。     

斜井提升防掉道保护监测与分析

针对斜井箕斗在运输过程中易出现脱轨,设计了新型无线信息传感器传输网络系统。通过安装于箕斗矿车底部的感应传感器与光电传感器可以实时监测箕斗与轨道的接触状态。在牵引箕斗配重块与箕斗的钢丝绳处安放载荷传感器,用来监测钢丝绳的受力情况;在井口安装到位传感器,用来监测箕斗的到位状态。姿态传感器利用XL66系列无线转换器与M系列RS485数据采集模块将信息发送到井口接收装置,利用通讯电缆与上位机相连,通过组态王软件实时获取监测数据与画面。现场测试表明,本设计可以满足实际需求,提高了矿井的安全性能与生产效率。     

卷料自动上料控制系统的应用研究

上料是开卷设备的重要组成部分,传统开卷设备采用人工上料。为解决人工上料操作麻烦、上料时间长和上料精度低等缺点,研制了一种基于三菱PLC控制的自动上料系统。该系统通过卷料的上升定位和平移定位,应用光电传感器进行位置检测,用编码器移位检测和PLC控制来实现快速、准确上料。通过光电开关与编码器的简单组合实现了开卷上料自动操作的设计理念与设计技巧,对于类似自动控制应用具有很好的参考价值。     

高精度增量式光电编码器信号处理系统

为提高增量式光电编码器的输出精度,减小信号处理电路复杂度,提高伺服控制系统的稳定性,研制了一种单圈输出32 400 周期方波信号的高精度增量式光电编码器。该编码器外径为90 mm,码盘一周刻划3 240 线,数据处理系统可完成对莫尔条纹信号的40 倍准确细分。实验结果表明,此编码器输出信号精度正交性偏差小于15%,均匀性偏差小于20%,大幅减小了应用增量式编码器时伺服系统的抖动。     

基于LabVIEW的振动测试分析系统的研究

采用计算机、数据采集卡、信号转接板等硬件与在LabVIEW虚拟仪器平台上开发的软件构成了一套完整的振动测试分析系统.振动分析的精度问题是振动测试的关键,为了解决这一问题,系统采用了相位差校正法进行频谱校正.文章还从硬件和软件功能两方面对测试分析系统的实现方法及功能进行了详细的介绍.实验表明,该系统具有测试精度高、抗干扰能力强、检测精度高、操作简单等优点.     

基于CAN总线的钢筋抗拉荷载采集器设计

为了实现自动和人工荷载采集之间的自由切换,采用光电编码器和AT89C52相结合的方法,采集液压试验机的荷载值.依据实时分析时间荷载曲线判别钢筋的抗拉荷载,并利用SJA1000控制器将实验结果上传至CAN总线数据服务器.该系统已用于实验室液压试验机中,从2004年至今运行可靠.