非闭合电极电容层析成像传感器参数优化方法

提出了一种新的非闭合电极电容层析成像传感器结构参数的优化方法,采用均匀设计结合非线性偏最小二乘法,提取传感器结构参数与待优化目标间的函数关系;在此基础上建立新的目标泛函.通过对优化目标泛函的求解,最终获得传感器结构参数的最优值.本文以12电极非闭合电极电容传感器为研究对象,进行了结构参数的优化设计,并根据优化结果制作了非闭合电极电容传感器.数值仿真结果表明,就本文所考察的重建对象而言,采用参数优化后的传感器所获得的图像重建质量优于未优化的传感器;从而为ECT传感器设计提供了一种新的有效方法.     

基于光纤光栅的振动参数监测及信号处理系统

针对光纤光栅传感与其他传感技术相比,有其独特的优点,对光纤光栅传感器进行了理论分析,建立了通过测量光纤光栅传感元件的波长而得到振动参数的理论模型,介绍了测量信号处理系统的结构,作了光纤光栅传感器与加速度传感器的振动参数监测实验,并对实验结果进行了比较。结果表明,光纤光栅传感器的性能很好,可以用于低频振动结构的动态实时监测。     

二维差动电容传感器的有限元分析

通过建立二维差动电容传感器的数学模型，利用有限元法对该传感器的电场进行解析，计算，从理论上分析该传感器的输出特性及其与各结构参数之间的关系。实验证明。本文的理论分析是正确的。     

基于量纲分析的冲击波测量加速度寄生效应研究

为了得到冲击波压力测量中的高加速度寄生输出规律,使用量纲分析理论建立了测压结构加速度响应与冲击波参数及结构尺寸的关系模型,通过Ls-dyna仿真并进一步线性拟合得到模型中的未知参数;最后在冲击波实际测量环境中对模型进行了验证试验。结果表明,加速度效应峰值与压力峰值与结构尺寸有关,结构半径与厚度越大,加速度峰值越小,冲击波压力越大,加速度峰值越大;加速度寄生效应周期只与结构尺寸有关;该模型可用于估算冲击波测点传感器加速度寄生输出峰值及周期,可用于评估测压结构的加速度寄生效应。     

双目立体视觉传感器结构参数优化设计

采用最优回归设计311-A方案设计实验,研究双目立体视觉传感器的结构参数对传感器测量精度的影响.根据实验结果,建立了双目立体视觉传感器的测量精度与传感器结构参数间的回归方程,并通过对优化模型的求解,得到了使双目立体视觉传感器测量精度更高的参数组合.结果表明,利用上述方法可以有效地提高双目立体视觉传感器的测量精度.     

衣领纸型设计3D-2D转换的原理与方法--衣领结构参数的分析与纸样实验

在前文的基础上,通过对重要的衣领结构参数的分析和纸样实验,全面深入地讨论了衣领结构参数间的相关关系;定量地描述了各结构参数对衣领结构的影响程度和变化规律;并对衣领结构3D-2D转换中的近似处理方法及经验数据进行了实验验证;为衣领结构应用模型的建立及其3D-2D转换方法的提供了科学的实验依据.     

十字环式力传感器的设计与试验研究

本文介绍了十字环式力传感器的结构特点。用简化方法导出了强度计算公式,分析了各结构参数对传感器静态特性的影响,并对其应变分布进行了试验研究,为这种力传感器的设计提供了初步的依据。     

压电传感材料与结构的变形传递模型

对结构材料与压电陶瓷传感器的应力应变传递关系进行了研究。根据剪应力滞后分析,提出了一种专门针对此智能材料的三层应力模型,得到了结构材料与传感器之间的应变传递因子,并通过计算机仿真实验,分析了粘接层和压电性质对应变传递应子的影响。     

梁式自适应结构主动控制模型及实验研究

为提高结构对外部环境的抗干扰能力 ,构造了梁式自适应结构 ,并对其主动控制进行了研究。由传感器、作动器与梁主体结构组成梁式自适应结构。基于压电材料的本构关系 ,建立了传感方程和作动方程。根据有限元方法和现代控制理论 ,建立了梁式自适应结构的动力学方程和系统的状态方程。采用最优控制理论 (L QR) ,进行了控制器设计。建立了梁式自适应结构主动控制实验系统 ,并对这类自适应结构的动力学行为及主动控制进行了实验。实验研究结果表明梁式自适应结构能够改善结构的动力学特性 ,对外界干扰具有良好的自适应性     

圆结构光传感器标定方法

研究用于管件内表面三维测量的圆结构光传感器标定方法. 圆结构光传感器由激光发生器、反射锥镜和CCD相机组成,激光器发射的光经锥镜反射后与被测表面相交,通过分析传感器的成像几何关系,提出了一种快速的、采用多个圆环的标定方法,通过标定确定光曲面的关键参数. 采用标定后的圆结构光传感器对已知直径的圆环进行测量,直径测量误差为±0.2mm. 该标定方法实现简单,满足现场标定的要求,同时能够保证一定的精度.     

基于奇异值分解的曲面最佳适配的不确定度分析

采用建立数学模型的方法,提出一种曲面最佳适配的不确定度模型．为了确定曲面误差与不确定度参数之间的关系,推导了曲面最佳适配的灵敏度矩阵．采用矩阵的奇异值分解原理,对曲面最佳适配的灵敏度矩阵进行分解,得到不确定度参数与测点随机误差的关系表达式．根据分析结果得知,每一个不确定度参数是测点随机误差的线性组合．     

SMT中BGA芯片管脚共面性在线测试方法的研究

以BGA芯片为例,成功地将激光线结构光传感器用于表面安装技术中管脚共面性在线测量。提出并研制了测量实验系统,建立了测量系统数学模型。提出了以接触面为基准平面的管脚共面性评价方法,并对测量系统的动态误差进行了实时修正。为实现在线测试提供了方法和理论依据。     

路面车辙多路传感器检测误差分析

为评价车辙检测误差，分析了多路传感器车辙检测原理，通过研究车辙的统计分布，应用双余弦车辙数学模型计算分析，得出了传感器横向布置数目与车辙检测最大误差的关系。结果表明：当横向布置传感器数目较小时，车辙误差主要由采样点有限引起的不重合误差决定；当传感器数目较大时，车辙误差主要由位移传感器的测量准确度决定；随着传感器数目的增加，车辙测量最大误差在传感器数目小于21时减小较快，在传感器数目大于33时衰减缓慢。     

混合效应模型在道面状态转移概率估计中的应用分析

为研究混合效应Logistic模型确定马尔可夫状态转移概率矩阵的方法及效果,以道面结构厚度、道面使用时间、状态等级和交通量等因素变量为固定效应,以截距为随机效应,建立混合效应Logistic模型.采用多个机场积累的道面实测PCI值为数据源,估计模型参数并作实例分析.结果表明:①应用混合效应Logistic模型可分析多因素对道面使用性能的影响,获得非齐次状态转移概率矩阵,实现道面使用性能马尔可夫动态预测,显著改善概率预测的精度;②混合效应Logistic模型中随机效应能够反映道面数据内不可观测的异质性,降低模型残差的相关性,提高固定效应参数估计的可靠性;③通过对混合效应Logistic模型随机效应参数bi的估计,可得到数据源内任意个体道面的状态转移概率矩阵,克服传统方法多次建模及数据不足的困难,从而实现对特定道面的性能预测.     

Modelling of gear stochastic vibration considering non-white noise errors

A model to simulate the non-Gaussian non-white-noise random errors of gears is developed with the influence of rotational speed considered. The gear transmission errors is first decomposed into harmonic and random components based on the spectral analysis. Then, a second-order Markov process with time-variant parameters is used to simulate the non-Gaussian non-white-noise random component of gears. The second-order Markov process is used as a shaping filter. The input of the filter is a white Gaussian noise process, and the output is the random erros of gears. Furthermore, a new dynamic and stochastic simulation model for the rotational bivration of gear transmission system is proposed. The influences of the random errors on vibration acceleration are examined by use of the developed simulation system.     

用线性加速度计测量定轴回转系统状态的理论研究

为了克服定轴回转系统状态测量方案需要传感器种类多、数据处理复杂等缺陷,研究了微型双轴线性加速度计测量系统状态的方案.通过建立单片双轴微型线性加速度计在安装角度有误差、敏感轴非严格正交情况下的测量方程,给出了利用高精度角度传感器测量数据对测量方程中参数进行辨识的方法,从而导出了由两个线性加速度计的测量数据解算系统状态的计算公式.推导过程表明,传感器的固有误差和安装误差可以用高精度角度传感器的测量数据修正,系统的状态可以由两个双轴微型线性加速度计的测量数据解算得到.与传统方法相比,该方法具有传感器种类少、成本低、实时性好的优点.     

基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP智能预测模型研究

针对现今传统统计方法难以准确及时的揭示经济参量时空信息且估算GDP精度不足的问题,本文利用国家极轨卫星携带的可见光和近红外成像辐射计（NPP/VIIRS）获取的2012-2018年夜间灯光影像为数据源,对数据产生的误差进行处理得到了可以用来定量分析的长时间序列数据;首先采用随机森林算法对数据集进行预测研究,在此基础上提出一种基于袋外数据估计的回归误差,采用改进的网格搜索算法（Grid Search）对随机森林模型进行参数调优。同时也使用贝叶斯优化（Bayesian Optimization）对随机森林(RF)模型进行参数调优。运用嵌套5F-CV,并通过外部5F-CV循环估算模型的泛化能力,内部5F-CV循环用于确定最佳参数找出最优参数模型,建立自动预测系统,根据输入的研究区数据,使算法模型自动进行精准预测。结果表明基于贝叶斯优化改进的随机森林算法在预测GDP时最好,预测精度达到97%,具有较高的准确率和鲁棒性。研究结果展示了机器学习算法和夜间光照指数用于在县级尺度上预测GDP表现出显著的能力。     

线结构光多传感器三维测量系统误差校正方法

针对线结构光多传感器三维轮廓测量系统中多传感器坐标系统一误差及线结构光带特征平面方程求解误差的校正问题,应用一种可进行特征点多分辨率提取的平面靶标,选择两传感器共同测量范围内部分特征点作为参考点,应用迭代求解最近临点算法,求解两标定坐标系精确统一的参数,实现多传感器测量系统中两坐标系统一误差的校正.提出了一种带参数的线结构光带图像特征点亚像素提取算法,通过参数设置改变线结构光带特征平面的位置,对线结构光带特征平面方程求解误差进行校正.实验结果表明,误差校正算法精度高、重复性好,确保测量系统可以获得复杂型面物体高精度的截面测量配准数据.     

基于双颜色传感器的真菌霉素快速检测方法

针对生物学检测真菌霉素的过程比较复杂、成本高、不易操作等问题,提出了一种利用真菌霉素类物质溶液颜色直接测量溶液浓度的快速检测方法,设计了一个双颜色传感器检测系统.通过颜色传感器测得溶液颜色信息来快速确定被检测物质的质量分数并实现颜色信息采集过程中的动态白平衡,使颜色检测对环境光的变化具有自适应性.最后建立样品溶液颜色的三原色（RGB）值与浓度之间的线性关系.实验结果表明,样品数据的相对标准偏差（RSD）低于5%,利用该快速检测方法建立的线性关系计算得到的溶液浓度与样品实际浓度的相对误差（RE）低于7%,满足实验室精密度和准确度的要求.同时,与传统检测方法相比,该方法快速、方便,并降低了检测成本.      

基于神经网络的旋翼无人机空中原位风速反演

旋翼无人机空气动力学模型能够克服无人机旋翼下洗气流的影响,相比携带传感器直接测风具有一定优势。空气动力学模型利用无人机自身的姿态数据可以直接计算得到风向,但是风速的计算还需要开展大量的风洞实验以及复杂的实体建模获取相关参数。为简化流程、规避参数获取过程中存在的误差,采用BP(back propagation)神经网络替代风洞实验和实体建模,研究无人机姿态同自然风速的关系。通过确定风速影响因子,分别建立以两个欧拉角为输入和以两个欧拉角计算得到的倾角为输入的旋翼无人机空中原位风速反演模型EUL-BP(euler back propagation)和INC-BP(incline back propagation)。以无人机悬停等高度风塔上超声风速仪观测自然风速为真值,比较反演模型EUL-BP和INC-BP发现,INC-BP增强了BP神经网络寻优过程的约束,反演效果较EUL-BP更优,其均方根误差大致为0.65 m/s,相关系数为0.86左右;比较反演模型结果与无人机机载自动气象站观测结果发现,当风力条件为三级及以下时,反演风速远优于携带传感器观测的风速。