开放阅读下载 《测控技术》2021年第12期目录及全文 作者:凯时AG优质运营商  来源:  时间: 2022-01-10 23:43  点击:

  标题: 直管科氏质量流量传感器灵敏度分析软件设计 作者: 胡纯,韩明哲,郑德智,彭鹏

  科氏质量流量传感器(CMF)在工业中具有广泛的应用和重要的地位,关于CMF的理论较为成熟,然而目前缺少直接对CMF进行分析的软件。为便利直管型CMF的设计与研发,运用欧拉梁理论,建立了静力学模型和振动力学模型,计算了测量管的挠度曲线和直管型CMF的灵敏度和频率;并考虑温度对材料属性的影响,引入了随温度变化的弹性模量;对直管型CMF进行了压损分析,计算了其压力损失。根据上述理论分析结果,基于Matlab的APP Designer模块,设计了直管型CMF分析的GUI软件,实现了对直管型CMF的灵敏度、频率、压损分析等功能;并使用ANSYS进行了有限元仿真分析,验证了所设计软件的频率和灵敏度分析结果,为后续直管型CMF的设计工作提供了一款便利的、可靠的、可直接对CMF进行分析的GUI软件。

  引用格式:胡纯,韩明哲,郑德智,等.直管科氏质量流量传感器灵敏度分析软件设计[J].测控技术,2021,40(12):1-8.

  标题: 基于双测试原理的热式质量流量计的设计 作者: 张晨,冯坚强,沈悦,包建东

  传统恒温差式热式流量计受到测量电路本身限制,最大加热电流受限,因此测量范围有限。设计研制了一种结合恒温差法和恒功率法的热式质量流量计。该流量计是基于托马斯理论,对功耗和温差进行采集,从而测得流量。相比于传统恒温差式质量流量计,该流量计在低流速时通过对桥式电路电压差采集,以控制数字电位器改变输入总电压,从而实现探头间温度差恒定,测量功耗测得流量;而在高流速时,通过数字电位器控制功率恒定,探测电路各个参数,从而计算得到温度差,测得流量。该流量计针对内径80 mm的管道,测量范围为0~1500 m3/h,量程约为传统恒温差式流量计的1.3倍,相对误差小于1%,满足实际使用需求。相比于传统恒功率式流量计,该流量计测低流速时精度更高。

  引用格式:张晨,冯坚强,沈悦,等.基于双测试原理的热式质量流量计的设计[J].测控技术,2021,40(12):9-13.

  标题: 基于图像的无人机战场态势感知技术综述 作者: 蒋超,崔玉伟,王辉

  在对态势感知的相关论述进行参考的基础上,对态势感知的相关概念进行了分析。根据态势感知典型3个阶段的特征,重点考虑了基于图像的无人机战场侦察应用特点,分别对态势觉察、态势理解、态势预测的内涵和关键技术进行了论述,为今后无人机战场态势感知技术实现提供参考,同时也为其他侦察系统提供相应的借鉴。

  引用格式:蒋超,崔玉伟,王辉.基于图像的无人机战场态势感知技术综述[J].测控技术,2021,40(12):14-19.

  光电经纬仪是试飞测试中的重要设备,其正常工作的前提条件是完成坐标系统一。传统的坐标系转换方法依赖设备调平精度,在严苛的工作环境下,如在倾斜较大的路面上布设经纬仪,或者经纬仪的调平系统无法正常工作时,传统方法就无法进行有效的坐标系统一,且耗时长、成本高,应用灵活性不够,为了解决这些问题,研究了两种坐标系统一方法,分别为直接转换法和场地标定法,两种方法均可以不依赖设备调平精度,实现坐标系统一,且转换速度快、操作灵活。分别给出两种方法的具体实施步骤和坐标转换公式的推导过程。最终在试验中,使用光电经纬仪的GPS引导功能实现了对飞机超视距跟踪,完成了两种坐标系统一方法的验证。

  引用格式:张逸飞,冯灿,夏伟东.光电经纬仪坐标系统一方法研究[J].测控技术,2021,40(12):20-25.

  标题: 基于MEMS技术的电梯轿厢振动传感网络研究 作者: 巫涛江,柳朋,余晓毅,吴德操,张春娟

  电梯物联网是物联网技术重要的应用领域,电梯安全事故发生频繁,大多与不良维护密切相关,电梯运行中轿厢的振动幅度、振动方向和振动的时间分布是反映其电梯系统工作状态的重要参数,能对电梯故障进行快速预警,并初步估计故障类型。微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)传感器具有体积小、坚固耐用、成本低廉等特点,随着技术进步,其测量精度和速度也在快速提升,是近年来物联网系统迅速发展的重要动力。研究了基于MEMS技术的轿厢三轴振动实时测量方法,测量带宽大于1 kHz,并基于LoRa技术建立了电梯振动检测无线传感网络,可将联网电梯的轿厢三轴振动信息可靠传达云端服务器,实现了对电梯实时可靠的振动监测与危险预防。

  引用格式:巫涛江,柳朋,余晓毅,等.基于MEMS技术的电梯轿厢振动传感网络研究[J].测控技术,2021,40(12):26-30.

  标题: 基于ResNet和领域自适应的轴承故障诊断研究 作者: 杨冰如,李奇,陈良,沈长青,朱忠奎

  轴承故障诊断在实际工业场景中意义重大。基于信号处理方法和机器学习方法,往往非常依赖先验知识,难以保证特征提取的有效性,深度学习方法要求训练集和测试集满足同一分布,这在工业现场难以满足,使得模型性能大幅下降。提出一种基于多层领域自适应的故障诊断方法,能够实现多种类、多尺寸的轴承故障诊断。首先,采用预训练好的ResNet18(Residual Network)作为特征提取器,并对每个残差块提取的特征计算MK-MMD(Multiple Kernel-Maximum Mean Discrepancy)距离,通过同时匹配高层和低层特征以有效匹配边缘分布差异。其次,每个残差块提取的特征都进入与之匹配的分类器中,通过Softmax层计算的预测概率分布,并转化为伪标签,缩小条件分布差异。最后,引入Adam优化器,对整体模型参数进行优化,加快模型训练,提高模型收敛速度。实验结果表明,所提出的方法能够有效提取可迁移特征,在负载变化的场景下达到了较高的诊断精度,并具有一定的泛化能力。

  引用格式:杨冰如,李奇,陈良,等.基于ResNet和领域自适应的轴承故障诊断研究[J].测控技术,2021,40(12):31-39.

  标题: 组合式加载方法测试树脂基复合材料压缩性能的探究 作者: 秦建彬,张璋,张广成,史学涛

  纤维增强树脂基复合材料层压板的压缩强度和压缩模量是复合材料结构设计、制造和使用维护的基本力学性能参数,为新材料研发、质量控制和结构设计提供重要依据。而不同压缩性能测试方法对其最终性能指标有重要的影响,甚至得出截然不同的结果。针对以上问题,通过对现有不同复合材料压缩性能测试方法的系统分析与讨论,结合相关测试经验,通过改进ASTM D 6641和GB/T 5258中组合式加载(CLC)测试夹具,优化了CLC加载测试复合材料的压缩性能的方法,提高了复合材料压缩性能测试方法的准确性、有效性和操作简便性,对纤维增强树脂基复合材料的开发与结构设计等具有重要的现实意义。

  引用格式:秦建彬,张璋,张广成,等.组合式加载方法测试树脂基复合材料压缩性能的探究[J].测控技术,2021,40(12):40-46.

  标题: 特种车辆高压直流供配电系统可靠性提升方法 作者: 宋生壮,张锦,张玉常,李泽宇,夏欢

  基于特种车辆高压直流供配电系统可靠性模型,对供配电系统进行可靠性指标分配及可靠性预计,分析出由于个别单机设备电子元器件数量大、单点环节多,导致系统集成后,可靠性指标不能满足设计要求;因此,必须从系统层面考虑提升产品可靠的方法,有针对性地为系统内薄弱单机设备或元器件增加冗余措施,提升产品可靠性的同时,也保证了成本可控,并针对改进后的供配电系统进行了可靠性验证和可靠性评估。所提出的分析方法可以应用于特种车辆领域中的各类分系统,所提出的设计改进措施可以显著提高供配电系统可靠性,为特种车辆、供配电系统等在方案论证初期提供可参照的技术路线,能够有效减少方案迭代次数、大幅度减少样件投入成本。

  引用格式:宋生壮,张锦,张玉常,等.特种车辆高压直流供配电系统可靠性提升方法[J].测控技术,2021,40(12):47-50.

  标题: 某型机载通信对抗设备自动测试系统设计与实现 作者: 张强,黄家成,赵文俊,陶祁

  针对机载通信对抗设备电路单元种类多、测试诊断困难的问题,在分析了机载通信对抗设备测试需求的基础上,综合运用自动测试、面向信号设计、TPS(Test Program Set,测试程序集)可移植等技术,以计算机为核心,以PXI仪器、GPIB仪器为依托,以多种总线接口为纽带,构建了一种可靠性高、通用性好、操作简便、可扩展性强的自动化测试系统。根据系统设计方案,对系统软硬件平台组成、信号接口及适配、信号调理及扩展、软件功能设计等关键技术进行阐述。经使用证明,该系统能够对机载通信对抗系统中各子系统的外场可更换单元(Line Replaceable Unit,LRU)实现功能检查、性能测试、故障检测与隔离等功能,提高了部队地面综合保障能力。

  引用格式:张强,黄家成,赵文俊,等.某型机载通信对抗设备自动测试系统设计与实现[J].测控技术,2021,40(12):51-58.

  标题: 结合基因工程的生物电子鼻用于气味检测的研究 作者: 朱平,田玉兰,陈雅婷,陈炜,杜立萍,吴春生

  引用格式:朱平,田玉兰,陈雅婷,等.结合基因工程的生物电子鼻用于气味检测的研究[J].测控技术,2021,40(12):59-63.

  抑制无线局域网同频干扰的关键环节是对同频干扰的检测,针对密集无线局域网环境下同频干扰严重影响用户通信质量且不易被精确检测的情况,提出一种新的无线局域网同频干扰检测方法。该方法应用了认知无线电技术,通过计算接收信号的循环功率谱,并将此循环功率谱和判决门限比较,判断是否存在同频信号即可确定当前无线局域网环境中是否有同频干扰。仿真结果表明,提出的结合了认知无线电的同频干扰检测方法相比其他检测方法更加简单且能高效地检测出无线局域网同频干扰,在较低信噪比时有不错的干扰检测能力,在无线局域网数量较多的环境中对同频干扰的检测效果更好。

  引用格式:徐永辉.无线局域网同频干扰抑制关键技术研究[J].测控技术,2021,40(12):64-69.

  标题: 塑料齿轮传动误差试验机数据采集系统设计 作者: 毛川,杨策,王鹏,石照耀

  塑料齿轮传动误差试验机是一种新型齿轮测量仪器,针对塑料齿轮传动误差试验机对数据采集系统高速度、多种类、并行采集的技术要求,设计了一款基于Zynq7000的数据采集系统。通过Zynq7000的PL部分实现多路光栅信号的同步采集,设计状态机驱动一个16位精度的ADC芯片ADS8584S采集模拟信号,把采集到的结果写入FIFO中,通过AXI和DMA控制器把数据存储到DDR3中,利用LWIP协议栈实现了数据采集系统和上位机之间以太网通信。经初步验证,该系统可以实现光栅信号和模拟信号采集、电机控制和频率测量等功能,光栅信号采集频率可以达到10 MHz,模信号采集精度可以达到0.06%。系统能够满足试验机数据采集要求,也可以用于其他仪器光栅信号高速采集,采用网络通信,为以后仪器智能测量、远程测量奠定了基础,具有很好的应用前景。

  引用格式:毛川,杨策,王鹏,等.塑料齿轮传动误差试验机数据采集系统设计[J].测控技术,2021,40(12):70-76.

  标题: 多波形射频功率测量技术 作者: 王中航,许海涛,谢明,莫世波,林春材

  功率检波是测量射频信号功率的常用手段之一,采用对数检波的方式对某平台的多种射频信号进行功率测量,满足复杂条件下的装备地面检测和检修的需求。分析了对数检波的工作原理,对3种检波器进行了性能比较,并以对数检波器为基础进行了系统论证、电路设计和软件设计,分析了误差的来源,并对误差进行了校准,通过试验验证了设计的有效性。多波形检测时,不同的调制波形会产生不同的检波信号,需要进行相应的处理。校准是保证测量精度的必要手段,也是设备的软硬件设计和调试重点,通过标准信号源以频率、功率、波形和温度为参数进行组合校准。设备可在-40~65 ℃的环境温度下达到±2 dB的测量精度,具有环境适应性强、测试精度高的特点。

  引用格式:王中航,许海涛,谢明,等.多波形射频功率测量技术[J].测控技术,2021,40(12):77-81.

  标题: 基于转矩分配函数的开关磁阻电机的效率优化方法 作者: 李孟秋,朱慧玉,高天,沈仕其,徐宇峰

  开关磁阻电机使用传统的转矩分配函数(TSF)控制时虽然可以起到一定的抑制转矩脉动的作用,但却由于换相阶段电流峰值过高,电流可控性下降等问题使得其在换相阶段出现较为明显的转矩脉动,以及较高的铜耗。针对这一问题,提出了一种基于TSF的开关磁阻电机的效率优化方法。将电机特性作为约束条件,以铜耗为优化目标建立最优化模型,利用多重嵌套的遗传算法将该最优化模型应用于Simulink仿真中,得到不同参数下最优的电流参考曲线。再根据不同转速下对电机性能的需求,进一步筛选权重参数,从而得到最优的电流参考曲线。仿真和实验结果表明,该方法能够有效地降低换相阶段的电流峰值、降低电流控制难度,进而在较低转速下抑制转矩脉动、在较高转速下提高效率。

  引用格式:李孟秋,朱慧玉,高天,等.基于转矩分配函数的开关磁阻电机的效率优化方法[J].测控技术,2021,40(12):82-88.

  标题: 自由射流高空模拟试车台系统建模与仿真研究 作者: 姚艳玲,袁化成,吴锋,冷林涛

  介绍了面向对象的系统建模仿真关键技术,分析了其在解决大型复杂系统动态仿真方面的优势。针对自由射流高空台系统,给出了自由射流供气喷管、气动阀门等一些关键仿真元件的建模思路与模型验证情况。在此基础上搭建了简化的自由射流空气原理系统,并利用简化后的模型开展了对马赫数、马赫数/高度过渡态模拟能力的仿真。结果表明,该套系统原理可行,若要实现工程应用,尚有许多控制上的问题需要克服。最后,给出了另外一种工程应用的思路。系统仿真技术对于大型复杂系统动态问题模拟来说是良好的解决方案,该技术需要大量的早期投入和设备试验数据支持。

  引用格式:姚艳玲,袁化成,吴锋,等.自由射流高空模拟试车台系统建模与仿真研究[J].测控技术,2021,40(12):89-95.

  提出了一种新的基于U模型的滑模增强控制(U_SM控制)方法,用于控制一类具有内部不确定参数和外部系统控制噪声/干扰的单输入单输出(SISO)动态系统。系统地介绍了U模型的定义和其在多项式和状态空间模型下的表现形式,基于一般闭环系统结构建立了相应的U_SM控制系统的设计框架,并逐步解释了其设计过程。实验方面,选择了简化的二自由度非线性直升机模型并使用U_SM控制方法和Matlab/Simulink平台对其进行了控制性能测试,并根据输出信号跟踪能力仿真结果论证了所提出方法的可行性。通过比较与讨论U_SM控制和U控制方法产生的不同仿真实验结果,验证了所提出方法的稳定性和鲁棒性。

  引用格式:李文清,王志强.基于U模型的滑模增强控制方法[J].测控技术,2021,40(12):96-106.

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