基于神经网络的传感器故障监测与诊断方法研究

提出了一种基于神经网络的传感器故障监测与诊断的新方法。该方法先用BP网络的预测输出和传感器实际输出之差来判断传感器是否发生了故障，然后用函数型连接神经网络模拟传感器的输出特性函数，通过计算神经元连接权值的变化，确定传感器哪个输出特性参数发生了变化，最终推断传感器发生了哪一类故障。该方法的特点是只需要知道一个传感器的信息。电阻应变式力传感器故障诊断实验结果证明了该方法的实用性，为传感器故障监测与诊断提供了一条新途径。     

多维腕力传感器静态解耦的研究

传感器的静态耦合是制约多维力传感器测量精度的一个主要因素。文章总结了腕力传感器静态线性解耦的主要研究内容,提出静态非线性耦合问题,探索静态非线性标定方法,给出了一种非线性解耦方法,仿真结果充分证明其有效性。     

系统解耦的一种设计方法

本文给出了在多输入多输出的非解耦系统中,采用单位输出负反馈的系统结构,并且系统前向通路串入解耦补偿器组.可实现系统解耦的一种方法.并分析了系统的解耦条件和解耦补偿器的作用原理,给出了解耦补偿器传递矩阵 G,(s)的计算公式和设计方法.     

基于薄板理论的六维力传感器E型膜横向扭转振动分析

六维力传感器动态解耦的关键是对解耦矩阵c的求解,常见的方法是基于弹性力学理论对传感器的弹性结构建立力学模型,通过对弹性体动态力学行为的研究,揭示动态耦合特征,求解解耦矩阵．本文以M,方向动载荷作用下传感器的上、下E型膜研究对象,基于弹性力学薄板振动理论,对非对称动载荷作用下的圆环形薄板的横向强迫振动问题提出了一种新颖的解决方法,求解出动态输出,并对结果进行数据处理,揭示了帆主方向弹性体的动态力学特性,为动态解耦提供了理论和数据基础．     

基于位置传感器的无刷直流电机机械特性测试研究

针对无刷直流电机的性能测试一般依靠测功机,测试成本高昂且不能实现全检的现状,提出了一种电机特性快速检测方法。首先分析了带位置传感器的无刷直流电机的工作原理,通过采集电机的霍尔位置传感器信号,将其消噪后按经验模态分解为固有模态分量,并根据位置传感器信号与电机转速与特性之间的关系,得出电机的机械特性曲线,并利用高精度转速-转矩传感器测量并绘制电机的机械特性曲线,两者的一致性表明该方法有较好的精度。     

基于滑模观测器的航空发动机信号重构

本文研究航空发动机控制系统中传感器的信号重构问题。针对含有建模误差等未知干扰发动机模型,考虑传感器发生故障情况下,提出了基于滑模观测器的航空发动机信号重构方法。首先通过滤波器将含有传感器故障的系统等效为含有虚拟的执行器故障的系统;然后设计滑模观测器,并设置合适的增益矩阵使得状态估计误差稳定有界、输出估计误差在有限时间内到达滑模面,保证了滑模观测器对传感器故障的精确估计,在此基础上实现航空发动机的信号重构;最后,通过MATLAB/simulink对低压转速传感器发生不同幅度的软硬故障时进行信号重构仿真并与常用的卡尔曼滤波器方法进行对比,结果验证了该方法的有效性。     

机器人腕力传感器传递矩阵的研究

腕力传感器的传递矩阵对输出信号的解耦和提高腕力传感器的精度具有重要意义。本文从多项式最佳逼近的实现来求解传递矩阵。首先在L~2意义上提出了一般的传递矩阵计算法, 并提出了两种改进的算法。然后从一致逼近出发提出最佳传递矩阵计算法,并利用线性规划的方法求出最佳传递矩阵。实验和计算结果验证了这些算法是有效的。     

利用单片机提高反射式光电传感器信号的可靠性

反射式光电传感器在很多领域有重要的应用，对于传感器获得的信号的处理，也有很多方法，各有优、缺点。本文介绍一款利用单片机软硬件相结合处理反射式光电传感器输出信号的一种方法，这种方法的最大优点在于利用了计算机软件编程灵活多变，硬件简单可靠，容易控制，为处理反射式光电传感器输出信号，获得稳定的输出则不失为一种很好的方法。     

二维MUSIC算法分维处理及其阵列结构的研究

基于阵列接收信号相关矩阵特征结构的谱估计方法是信号参数测量的主要方法之一。随着应用研究的不断深入,对信号的二维参数进行测量的要求日益迫切。针对目前多信号环境下二维DOA参数测量问题,对二维MUSIC算法分维处理中的参数配对耦合问题进行了分析,得出了耦合阵列结构的特征,即二维MUSIC算法分维处理中,耦合的产生与否由阵列的横坐标矢量与纵坐标矢量的线性相关性决定。该特征表明,传统的平面阵列存在着较大的阵元冗余。在此基础上,提出了无冗余的配对阵列。同时,提出了解耦合的F型阵列结构和分维搜索方式,进一步减少二维参数测量的阵元冗余。与现有的二维DOA参数测量方法相比,在计算量、阵元利用率和测量精度等方面性能突出。通过仿真,表明了算法和阵列结构的有效性。     

A novel multi-sensor multiple model particle filter with correlated noises for maneuvering target tracking

Aiming at the effective realization of particle filter for maneuvering target tracking in multi-sensor measurements,a novel multi-sensor multiple model particle filtering algorithm with correlated noises is proposed.Combined with the kinetic evolution equation of target state,a multi-sensor multiple model particle filter is firstly constructed,which is also used as the basic framework of a new algorithm.In the new algorithm,in order to weaken the adverse influence from random measurement noises in the measuring process of particle weight,a weight optimization strategy is introduced to improve the reliability and stability of particle weight.In addition,considering the correlated noise existing in the practical engineering,a decoupling method of correlated noise is given by the rearrangement and transformation of the state transition equation and measurement equation.Since the weight optimization strategy and noise decoupling method adopt respectively the center fusion structure and the off-line way,it improves the adverse effect effectively on computational complexity for increasing state dimension and sensor number.Finally,the theoretical analysis and experimental results show the feasibility and efficiency of the proposed algorithm.     

基于CMOS图像光栅传感器的位移测量系统的实现

目前在科技研究、工业生产等各行业中,对于位移的高精度测量都是不可或缺的。利用光栅传感器完成测量是目前的主要方法。光栅传感器利用光电转换的原理将位移转换为电信号,该信号经过整形、细分后输出给后级电路完成对信号的处理,最后得到位移大小方向。本文在分析光栅传感器工作原理的基础上,提出借助CMOS图像传感器代替传统的硅光电池检测莫尔条纹,完成信号的细分,实现对位移的高精度测量。文中介绍了整体电路的设计和单片机系统的硬件及软件流程。     

多变量模糊解耦及实现问题探讨

分析了多变量模糊控制器解耦设计及实现过程中所存在问题。提出了一种简单的多变量模糊控制器解耦设计方法。使得原来由于算法复杂而难以实现变为可能。     

基于分数阶傅里叶变换的宽带LFM信号波达方向估计新算法

提出一种新的基于分数阶傅里叶变换和信号子空间分解的宽带线性调频(LFM)信号波达方向(DOA)估计算法.该方法利用LFM信号在分数阶傅里叶变换域的极高的聚集性,在分数阶傅里叶变换域分离信号,并构造分数阶傅里叶变换域的阵列信号相关矩阵.通过对相关矩阵进行特征值分解,估计信号子空间和噪声子空间,并利用MUSIC算法估计宽带LFM信号的波达方向.仿真验证了新方法的有效性.     

多气体红外光学传感器的研究

为了解决目前红外光学传感器只能进行单一气体检测的问题,基于红外光谱吸收原理,设计了可以同时测试三种气体的光学传感器。提出了一种内壁由相交的双椭圆球面旋转构成,且具有折叠反射光路的圆筒式气室结构,解决了微气室结构实现高聚光度与集成度的关键技术问题。传感器内部有四个单通道探测器(一个参考通道和三个测试通道)和一个红外光源。通过对气室的合理布局,实现了一个传感器测试多种气体。利用响应通道输出信号与参考通道输出信号求比值计算气体浓度的方法,消除了外界环境对测试结果的影响。经过测试,在气体浓度较低的范围内,传感器的最大测量误差仅为±0.05%。     

动力调谐陀螺仪再平衡回路的多变量频域设计

在多变量频域内讨论动力调谐陀螺仪的解耦问题，基于多变量系统的特征分解和特征轨迹－交互控制器设计方法，设计了动力调谐陀螺仪再平衡输入补偿器，实现了动力调谐陀螺仪的近似解耦控制，解决了传统的对角解耦设计因零极点相消导致系统在章动频率点不可控的问题，为动力调谐螺仪再平衡回路的设计提供了一种新方法。     

用于光纤传感器研究的相位调制信号发生器

针对干涉型光纤传感信号不易产生,不易定量控制的问题,给出了一种基于单片机技术和类似于DMA技术的低成本相位调制信号发生器实现方案.并将实验结果与计算机的仿真结果进行了对比,结果显示出2种波形非常相似,说明了该方法的可行性和潜在优势.     

自适应陷波器的科氏流量计信号频率跟踪方法

为提高对科氏流量计信号频率随机缓慢变化的持续跟踪能力,提出了一种基于新式ANF的科氏流量计信号频率跟踪方法。针对频率、幅值和相位均按照随机游动模型变化的科氏流量计时变信号模型,采用一种利用Steiglitz-McBrid系统辨识方法发展来的新式ANF对信号进行陷波滤波,快速检测信号频率并持续跟踪信号频率的变化;通过计算机仿真与格型ANF方法的跟踪性能进行了比较分析。仿真及分析结果表明,方法可获得很好的频率跟踪效果,具有收敛速度快、长时间持续跟踪信号频率随机缓慢变化的稳定性和精度更好的特点。     

超薄六维力/力矩传感器优化设计及其解耦

为降低六维力/力矩传感器的高度尺寸对基座和驱动部件引起的附加力矩,结合有限元分析法、SDO方法和神经网络方法,设计了一种新型的基于应变检测原理的超薄六维力/力矩传感器,其高度尺寸可控制在15mm以内.为进一步提高设计的六维力/力矩传感器的精度,对其进行非线性维间解耦和标定,实验结果表明,传感器精度性能优良,最大线性度误差为0.15%F.S.,其设计和优化过程正确合理,最大耦合误差为1.6%F.S.,各维在满量程时的输出相等,具有各维同性.     

Avoiding obstacles by using a proximity infrared sensor skin

Placement and wiring of vast amount of sensor elements on the 3-dimensionally configured robot surface to form soft sensor skin is very difficult with the traditional technology. In this paper we propose a new method to realize such a skin. By implanting infrared sensors array in an elastic body, we obtain an elastic and tough sensor skin that can be shaped freely. The developed sensor skin is a large-area, flexible array of infrared sensors with data processing capabilities. Depending on the skin electronics, it endows its carrier with an ability to sense its surroundings. The structure, the method of infrared sensor signal processing, and basic experiments of sensor skin are presented. The validity of the infrared sensor skin is investigated by preliminary obstacle avoidance trial.     

Z-80单板机在棉束检测中的应用

分梳过程中棉束的大小和数量,能够反映出梳棉过程的品质、各工作部件的状态以及各种技术措施的效果。本文对检测梳棉过程的棉束提出一种新的方法。采用微处理器监测系统处理信号。锡林上的棉层经传感器检测其变化,信号经过放大送入微处理机,再经A/D转换器将模拟信号转成数字量。该信号再由一专用程序分辨出棉束,按棉束的大小分成若干组,再分别计数并显示或打印。本系统的性能优越,为分梳理论研究及附加分梳件的性能测定提供了一种有效的方法。