基于简化促动器的QTT天线主动主反射体结构建模及分析方法

本文针对新疆110 m射电望远镜天线主动主反射体结构建模及调整分析技术进行了研究.首先,将简化促动器引入QTT天线结构模型中,建立了包含简化促动器的主动主反射体结构模型;其次,在外载荷作用下,由主动主反射体结构模型可以得到变形天线的促动器指向;再次,基于促动器刚性构件假设,将主动调整分析进一步简化为面板支撑点沿促动器指向调整指定位移的有限元约束方程;最后,针对QTT天线模型对本文方法进行案例仿真,所提方法计算结果与ANSYS仿真结果的差异量约为10^-9mm,表明所提方法的有效性.该方法可为大型射电望远镜天线主动调整的精确分析提供参考.     

应用于力促动器的高精度力采集系统设计

对力信号的高精度采集是实现力促动器系统精确控制的前提。设计了高精度力传感器信号采集系统,包括力采集模块、DSP处理模块和上位机软件。力采集模块在对力传感器信号调理后采用ADS1259芯片实现了模数转换过程;DSP处理模块读取ADC输出的数字信号并与上位机通信;上位机软件使用Python设计,实现了对数字信号的处理与显示。经过测试,该系统采集误差小于0.1 m V,采集数据波动小于20μV,可以为力促动器系统的闭环控制提供依据。     

FAST促动器故障预测与健康管理系统

针对促动器故障修复周期长影响FAST望远镜观测的问题,提出促动器故障预测与健康管理（prognostics health management,PHM）系统解决方案。PHM系统首先以实时状态数据为输入对促动器健康状态进行评估,然后根据评估结果对其进行故障诊断或剩余寿命预测,最后结合实时维护条件生成维护决策。通过故障诊断提高维护效率,并利用剩余寿命预测模型对连续型零部件的剩余寿命进行预测,将促动器维护模式从被动式事后维护转变为主动式视情维护,从而降低促动器的平均故障修复时间,提高促动器可靠性。促动器PHM系统为FAST促动器维护提供了一种高效的维护方案,也为其他类似的系统维护研究提供参考。     

基于激光位移器的交流接触器动态测试与分析

通过分析接触器的动态过程建立数学模型.针对接触器动态过程的研究,设计了一个基于激光位移器的交流接触器动态测试系统.该系统能对接触器动态过程的位移、速度、弹跳和电压等参量进行同步采集,具有高速和高精度等特点.通过该动态测试系统可得到合闸相角、输入电压与接触器动态过程的关系,为优化接触器动态过程提供依据,可以减小合闸末速度,减少触头弹跳,提高接触器工作性能,延长其使用寿命.     

利用压电陶瓷促动器和力传感器测试有机薄膜的力学性能

利用压电陶瓷促动器和力传感器搭建了一套针对有机材料力学性能的压入测试设备,测试了 6种有机薄膜:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS),并利用本课题组以前提出的拟合方法,拟合了这些材料的载荷曲线并计算得到其相应的杨氏模量,为验证本文所搭建设备的可行性与准确性,对比了所搭建的压入测试设备与纳米压痕仪的测试结果.纳米压痕仪是通过改变载荷同时测试压入深度来获得载荷曲线的,而本文所搭建压入测试设备正好相反.本设备使用更方便,成本更低,无需严苛的测试环境和测试条件,甚至无需制备样品,可以进行原位实时测量,也可以作为机器人感知材料力学性能的\"手指\",或者用于便携式材料力学性能测试仪.     

一种高精度光纤光栅位移传感器设计研究

本论文以光纤光栅传感理论及光纤光栅位移传感器为研究内容,结合导师科研项目,利用布拉格光栅特殊的结构特性,设计并研制出一种基于行星轮系的大量程高精度布拉格光栅位移传感器,并对新的光纤光栅位移传感器原理、测量灵敏度、量程进行了理论分析和实验研究。     

新疆110m射电望远镜(QTT)天线高精度面板结构研制挑战

研制满足单面板精度为0.07mm(RMS)的高精度面板,是制造高精度新疆110m射电望远镜(QiTai Radio Telescope,QTT)天线的关键技术之一.QTT基于主动保形技术,为满足天线结构与性能优化需求,在保证面板精度同时面板数量需要控制.天线面板越大面型精度提升越困难,制造高精度大面板将面临严峻挑战.基于蜂窝夹层结构、蒙皮筋条结构,采用改进负压成型工艺,进行了高精度面板成型试验研究,试验结果表明面积小于1.5 m~2面板精度能满足需求,就目前国内工艺水平来看已无法研制更大面积单面板(如5 m~2).为了满足QTT需求,对组合面板结构进行了初探.仿真了采用传统以及过渡子桁架,基于刚性和等柔性支撑两种方式以及采用传统拼接组合面板形式.结果表明采用过渡子桁架方式面板精度、数量能够满足需求,但复杂子桁架结构研制成本高,且造成组合面板重量增加,会导致天线结构设计复杂影响天线性能;传统拼接组合面板结构虽然满足精度需求但其面板数量没有控制在理想范围内.展望了未来提高面板精度需要进一步开展的工作.     

高精度陀螺仪力矩器施矩电路的设计

介绍了陀螺仪力矩器施矩电流的产生原理以及数字——施矩电流转换电路的二元调宽实现，详细阐述了二元调宽脉冲施矩软件和硬件电路的设计方法．经过实验测试和工程实践，该电路工作稳定，达到了系统精度要求．     

智能化光纤位移传感测试系统的设计

依据光纤反射调制原理进行了反射型光纤位移传感测试系统的设计,由位移测量装置、光纤位移传感器、并口数据采集卡PG812、PC机以及数据采集软件构成一个智能化的测试平台,通过PC机实时读取和处理测量数据．     

基于温湿度模型的促动器防积水机理与实验

为提高促动器在户外使用的可靠性,需要研究促动器防积水策略.根据促动器的结构和传热学原理,建立促动器内气体的温湿度模型,实现了促动器内气体温湿度的在线计算.通过模拟计算值与实验测量值的对比,对温湿度模型进行验证,并分析了促动器内部积水的原因.根据温湿度模型计算结果,提出了用防水透气阀解决促动器内部积水问题的方案,并进行了实验对比.     

一个高精度数据采集器

在这次毕业设计中,我们“自适应控制系统设计”课题组在教师的指导下编制了一系列高精度的数据处理子程序,并在此基础上设计了一个高精度的(十六位)数据采集器。由于其硬件结构简单(原理图如<一>)软件灵活(调试程序流程图如<二>)易于调试,很适合于温度、流量、压力、液面等物理量的高精度数据采集。在设计答辨中得     

一个高精度数据采集器

在这次毕业设计中,我们“自适应控制系统设计”课题组在教师的指导下编制了一系列高精度的数据处理子程序,并在此基础上设计了一个高精度的(十六位)数据采集器,由于其硬件结构简单(原理图如<一>)软件灵活(调试程序流程图如<二>)易于调试,很适合于温度、流量、压力、液面等物理量的高精度数据采集。在设计答辨中得到好评,经学报约稿,由我们二人执笔,简介如下。供参考。     

灰色预测在FAST液压促动器中的应用

为了满足500,m口径球面射电望远镜(FAST)工程主动反射面索网节点位置和速度控制的要求,对FAST用液压促动器进行了研究,将灰色预测模型应用到传统PID控制中,提出一种新型的步长调整机制,在简化了以往调整机制复杂性、不确定性和耗时性的同时,很好地解决了传统PID控制策略下难以获得理想跟踪精度的问题.通过与传统PID控制策略进行仿真和实验对比,结果表明,变步长灰色预测PID控制策略提高了促动器的速度跟踪精度和位置跟踪精度,速度跟踪误差由0.100,mm/s减小到0.048,mm/s,位置跟踪误差由1.5,mm减小到0.2,mm,可满足FAST工程主动反射面索网节点位置控制精度和响应速度的要求.     

一种高精度直流参数测试系统的设计与实现

随着集成电路产业的快速发展,芯片的集成度越来越高,芯片测试成本占整个生产成本的比例越来越大.高精度、低成本的直流参数自动测试系统已然成为现今集成电路测试的必然要求.为满足我国当代集成电路产业发展的需要,快速且有效地检验芯片性能,对集成电路直流参数测试原理和测试技术展开研究.提出了一种基于现场可编程门阵列的集成电路直流参数的测试方法,在模块化的设计原则基础上,以低成本高精度为方向,搭建了测试系统的软硬件框架结构.设计了具有宽测试范围、高测量精度的精密测量电路,具有16个独立可编程电压输出通道和一路测量电路,可以施加并测量最大±30 V的电压和最大±500 m A的电流.系统采用现场可编程门阵列作为控制中心,通过硬件语言VerilogHDL编程实施对系统的逻辑控制,进一步降低成本并提高系统的可移植性;通过线性拟合得出每一条测试回路的校准系数,改变DAC实际偏移量,使得施加在被测器件上的激励值接近理想值来提高系统测试精度.实验采用高精度电阻作为负载对不同测量模式下的系统性能进行了验证并计算出测试精度,测试结果显示:基于现场可编程门阵列的直流参数测试系统取得了较高的测试精度和较广的测试范围,经校准后的测试系统相对误差都在±0.03%之内,能够满足三维闪存芯片直流参数测试的需要,并且具有一定的通用性.     

数字太阳敏感器高精度电激励信号源设计

介绍了一种数字太阳敏感器的电激励测试系统的设计。设计中采用FPGA为数据处理、时序控制核心,采用数模转换器以及运算放大器构成模拟输出模块,采用串口与上位机进行通信。设计采用一种整体偏移的方法来模拟仿真太阳敏感器的图像探测器的输出。系统输出的电信号满足太阳敏感器大视场、高精度的要求,目前数字式太阳敏感器高精度电激励信号源系统已经在太阳敏感器研制过程中的地检实验中得到应用。     

基于MATLAB/ADAMS的FAST促动器研究

首先针对FAST工程促动器速度需求和受力情况,提出变频电机、蜗轮蜗杆、滚珠丝杠传动的促动器设计方案;然后在ADAMS中建立促动器虚拟样机模型,对其进行运动学及动力学仿真;最后,通过ADAMS和MATLAB搭建促动器的联合仿真系统对其进行性能测试。结果表明：促动器方案设计合理,促动器虚拟样机具有良好的动态响应特性和轨迹跟踪功能,可以满足FAST工程需求。     

水轮机导叶接力器电容式位移变送装置设计

针对现有的电位器拉线式水轮机导叶接力器位移变送装置中存在的接触不良、易磨损、输出信号不可靠的问题进行了分析.针对这些问题,运用电容式传感器原理,设计了一种新型水轮机导叶接力器电容式位移变送装置,该装置可以避免老式位移变送装置所存在的问题,能长期稳定可靠地实现线性测量水轮机导叶接力器的位移量.     

非对称式压电陶瓷微位移器驱动电源设计

提出一种新的压电陶瓷微位移器(PZT)驱动电源设计方案,该电源采用非对称供电方式,具有线性度好、纹波小、带负载能力强、频率响应高、重复性好等特点,这种电源克服了传统的PZT驱动电源的频率响应低、输出低电压时出现饱和失真等缺陷,满足了自适应移相干涉测量的要求。     

超磁致伸缩微位移致动器碟簧特征分析与设计

在传统的超磁致伸缩微位移致动器碟簧设计中,以预压力大小作为唯一设计指标．首先定性分析了微位移致动器的结构形式、传力机理;然后定量分析了超磁致伸缩致动器的输出特征,指出引入软性碟簧的可行性和必要性,使超磁致伸缩材料在阶跃段可获得更大的位移输出．针对不同预压应力及相关条件设计碟簧参数,通过试验证明了采用软性碟簧可以有效降低阶跃段系统等效刚度,从而改善换能系统输出．     

转向泵滑阀位移的计算机测试系统的设计

介绍采用可视化研究方法建立的一套滑阀位移的测试系统,包括硬件和软件的设计.试验表明,该系统可以实现测试阀型选择、初始条件设定/更新、位移测试、辅助状态显示及分析等功能.该系统采用图形显示主阀芯的运动状态,可准确灵敏地反映滑阀动作.