磁流体惯性传感中二阶浮力试验因素分析

阐述基于磁流体新材料惯性传感器的基本工作原理,二阶浮力是传感器正常工作的前提,提出活动磁块受力模型。基于此模型,分析影响二阶浮力的主要因素:活动磁块材料、活动磁块尺寸、磁流体及温度,为二阶浮力试验提供理论支持。     

悬梁式磁流体惯性传感建模及输出可控性分析

提出在传统悬臂梁传感器结构中引入纳米功能材料磁流体,基于磁流体的磁粘可控特性,实现悬臂梁传感器的输出可控性.重点为建立其传感数学模型并进行运动分析,求得动态函数表达式,借助仿真数值方法得到传感模型中的幅值比与阻尼比、频率比的关系曲线,并对传感器可控性进行分析.结果表明,通过改变磁流体的粘度可实现传感器的输出可控性,最终实现宽量程传感测量,研究得出采用二脂基磁流体,选取激励电流为1.2A时磁流体传感量程可放大超过10倍.     

超宽带矢量测距与惯性传感组合的精准步长计算算法

为适应复杂环境下变步长精准测量要求,提出一种基于超宽带(ultra wide band, UWB)矢量测距和惯性传感组合的精准步长计算算法;针对基于惯性传感组合的步长测算精度受佩戴方式和系统运行时间影响以致无法实现行人步长精准测量和长航时精度保持的问题,提出一种结合足间模型与零速检测联合步长算法。根据行人行走时足部轨迹模型构造足间步长模型,得到准确的步长计算公式;根据足部惯性传感器运动特征进行零速检测并触发UWB测距,结合陀螺解算角度和足间模型公式计算得到步长。实验表明,提出的步长估计算法精度可达98.20%,与传统步长算法相比,误差显著降低。     

基于纳米磁流体材料的传感应用

 磁流体是具有磁性和流动性的新型功能材料, 以其独特的性能在传感器领域具有巨大的应用潜力。本文综述了利用磁流体的多种特殊性质实现体积、流速、角度、温度、电流和磁场等物理量传感的研究进展, 并分析各类磁流体传感器的工作原理。基于几何光学理论, 推导和模拟了两套利用磁流体可调谐折射率的磁场传感系统。     

磁流体非导体型特殊组合电容传感模型与参数优化

分析磁流体传感模式,建立非导体型特殊多介质带缝隙半圆柱组合电容传感模型,综合考虑电容传感灵敏度以及电容值进行多目标优化。借助电容值函数特点分析,将多目标函数转化为单目标优化问题,并利用坐标轮换法优化方法。进行多维参数优化。可以推广于其他磁流体传感建模及优化领域。     

可压缩的磁流体方程组的解的整体存在性

在初始值不要求小的情况下,建立了带有真空的一维可压缩的磁流体方程组的古典解的整体存在性,利用Cauchy不等式、Gronwall不等式、嵌入定理等方法得到了整体解在H4空间中的有界性.     

基于智能传感的车轮运动状态监测系统设计

针对机动车安全运行存在的问题,提出一种基于智能传感的车轮运动状态监测系统。分析了该系统的框架与工作信息流,利用微惯性传感器研制了车轮智能传感节点,并进行了安装测试。结果表明,车轮智能传感节点体积小,便于安装,可用于不同行驶状况下车轮运动状态监测,也可实时地获取多个车轮运动状态信息,满足车轮运动状态实时监测的需要。     

惯性忆阻神经网络预设时间同步控制

基于全新的控制协议,研究了同时具有惯性项和忆阻项的神经网络预设时间同步问题。文中所考虑的网络模型可以广泛应用于生物突触模拟,具有较好的生物神经网络特性。通过构造合适的Lyapunov函数,利用不等式技巧,提出了惯性忆阻神经网络预设时间同步准则。所提出的控制协议可以使系统在任意预先给定的时间内稳定,该时间与系统初值和控制参数等都无关。最后,通过数值仿真验证了所得理论结果的有效性。     

磁流体的折射率可调谐特性分析

从理论上分析出温度和磁场是影响磁流体折射率的两大因素,并根据菲涅尔反射原理设计具有独立传感探头的磁流体折射率特性测量方案,实验得出温度和磁场对磁流体折射率的影响特性.结果表明:对于浓度一定的磁流体,在零磁场作用下,折射率随着温度的升高线性下降,灵敏度为-802×10-5℃-1;温度恒定时,在外加平行磁场作用下,磁流体的折射率随着磁场强度的增大而增大,且结果具有良好的一致性.得到的磁流体的可调谐折射率特性为磁流体填充到光子晶体光纤(光栅)中实现磁场和温度传感提供了理论基础.     

线性与非线性黏滞阻尼支撑减震效果的比较

黏滞阻尼器的速度指数取值制约着阻尼支撑减震效果,需确定合理的速度指数取值范围.从工程设计应用出发,按2种思路比较房屋在分别设置线性与非线性黏滞阻尼支撑后产生的结构响应、减震效果、柱轴力、经济性和安全性.研究结果表明:非线性黏滞阻尼支撑在小震下较为经济有效,在大震下抗震安全度较高且方便相关支撑与连接设计的结论.     

利用Matlab和锤击法的线性结构阻尼试验

首先介绍了线性粘滞阻尼的理论模型,以及使用锤击法进行模型试验推断结构阻尼的装置构成、试验过程和粘滞阻尼推算的一般方法,论述了利用Matlab工具软件进行阻尼推算的主要命令和精度控制原则．筒述了粘滞阻尼与滞变阻尼模型之间的联系和对应关系,作为结构振动控制元件在强震下阻尼推算的理论基础．     

基于双面金属包覆波导的磁流体折射率研究

基于厚度达到毫米量级的双面金属包覆波导,采用波长为785nm的激光入射到该波导金属耦合层上,激发波导中的超高阶导模,在波导正上方放置固定磁钢。在穿过波导中心的平行磁场作用下,选择合适的三个连续的导膜角,测定液体膜的折射率,得到磁流体折射率与磁感应强度大小的关系。     

基于蒙特卡洛方法的惯性元件误差模型分析

为了减小惯性元件误差对捷联惯导系统的影响,将蒙特卡洛方法应用于惯性元件误差模型的分析,并编制了一套在RTLinux下运行的软件.利用轨迹发生器和导航程序,通过对各误差系数的选择、采用拉丁超立方和对偶变数相结合的抽样方法抽样,分析各误差项对导航精度的影响.在此基础上,提取出简化的误差模型,并对简化模型进行评定,选择符合要求的作为适用模型,从而可以利用该模型进行惯性元件的误差补偿以提高捷联惯导系统精度.惯性元件误差模型分析作为导航系统测试平台的一部分,已经应用于工程实践.     

模拟地下磁流体探测原理及其应用研究

常规的物探方法探测地下水体存在多解性问题的根本原因是常规物探方法不能捕捉到地下水体补给、径流、排泄过程中与周围地质体随时发生物质交换并被地磁磁化后形成磁流体的动态信息.本研究假定地下水体是在磁场中均一流动的,在此基础上推导了水体的电阻率是与其速度成负相关的公式.并以此为基础,在室内实验模拟不同溶液以不同速度通过磁场后测电阻率的变化情况.其结果与公式推导一致.地下磁流体对地下水的探测原理就建在此基础上.它打破了物探领域的只有三维信息的捕捉,增加时间维度的地下水体的动态信息捕捉,从而一定程度解决了地下水体探测的多解性问题.     

CO-Fe3O4磁性流体磁性能的研究

制备了以超细 Co、Fe3O4微粒为基体材料的磁性液体。考察了磁微粒粒径、表面活性剂等因素对其磁性能的影响 ,用正交实验优化了制备工艺条件 ,对磁性液体的磁化强度进行了测试。结果表明 Co-Fe3O4磁性液体的磁性能主要由磁微粒粒径、磁微粒含量及活性剂量决定。     

一种基于MEMS惯性传感器室内行人航位推算算法

在室内行人定位中,行人航位推算 (Pedestrian Dead Reckoning, PDR)由于不需要外部辅助信息,而被广泛应用。针对传统室内PDR存在步长局限性等问题,提出了一种基于微机械电子系统(Micro Electro Mechanical System, MEMS)传感器的行人航位自适应拟合推算算法。该算法选用六位置法和卡尔曼滤波器(Kalman Filter, KF)作为对加速度计和陀螺仪原始数据误差处理方案。通过过零检测和步态短时不变性计算脚的运动状态,并结合加速度自适应拟合行进距离,最后利用位置推算解算行人的运动轨迹。仿真结果表明,该算法在95 m运动距离内,最大误差不超1.5 m,具有良好精确性和灵活性,适用于实际的室内行人定位。     

First order sensitivity analysis of magnetorheological fluid damper based on the output damping force

With many features, the magnetorheological fluid ( MRF) damper is widely applied in the semi-active vibration control system.And sensitivity analysis is an important method to study the influence weight of various parameters on damping force characteristics.A mathematical model of the output damping force on the MRF damper is established by the mechanism modeling method, a first order output sensitivity equation is deduced and the expression of the first order output sensitivity function is obtained.The first-order sensitivity functions of ten design parameters are solved, and the influ-ence degree of system parameters change on the output force of MRF damper is analyzed by compa-ring the sensitivity index of the parameters.Two sensitivities of vibration velocity and control current are obtained through experiment to prove the other parameters sensitivity analysis conclusion by analogy verification, which provides guidance for the structure optimization design of MRF damper.     

基于极点配置的惯导水平阻尼网络的解析方法

为方便获取惯导系统水平阻尼网络的参数和形式,根据阻尼网络的设计原则,提出基于极点配置的阻尼网络设计的解析方法.仿真结果表明,利用解析方法获得的二阶阻尼网络的形式和参数符合阻尼网络的设计原则,并具有较为满意的阻尼效果.     

连接相邻结构的黏滞流体阻尼器性能研究

对近断层地震作用下连接相邻结构的非线性黏滞流体阻尼器的控制效果和性能进行了研究.根据阻尼器布置位置的不同共定义了3种分析工况.首先确定了各工况耦联结构耗能体系的动力响应;其次通过参数化研究得到了各工况中阻尼器的优化阻尼系数;最后基于阻尼器的最大输出力和最大冲程,对阻尼器的性能进行了详细的评价.研究表明：不同布置方式下阻尼器的优化阻尼系数大致相同;目前的技术条件可以满足不同布置方式下所需阻尼器的最大输出力和最大冲程.     

粘滞流体阻尼器对电视塔的风振响应控制

以合肥电视塔为工程背景,探讨了粘滞流体阻尼器对高耸电视塔在强风作用下风振响应的振动控制.按照随机振动理论,仿真得到了作用在电视塔上的19维互相关的人造脉动风压时程样本曲线,并利用时程样本进行了电视塔的风振响应分析;建立了一种双模型的动力分析方法.对安置了粘滞流体阻尼器的合肥电视塔进行了控制分析;以上塔楼的风振响应为优化目标,对阻尼器的参数进行了优化设计.研究表明,电视塔的风振响应峰值超过了规范的容许值,设置了粘滞流体阻尼器后电视塔的风振响应均有明显的减小,阻尼器消耗了大量的结构能量,采用最优阻尼参数使上塔楼加速度峰值响应下降了43.4%.