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高精度压力测量模块的研制
1
作者 李永清 刘忠强 +4 位作者 郑浩 张立 胡延丽 徐丹辉 张春晓 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第10期47-52,共6页
为了提高压力校准器的性能,文中设计了一种由32位ARM微控制器STM32、硅压阻式压力传感器、Pt100温度传感器、24位高分辨率ADC、超低噪声LDO、RS485通信接口等组成的高精度压力测量模块。通过AD7124采集压力传感器输出信号,AD7793采集温... 为了提高压力校准器的性能,文中设计了一种由32位ARM微控制器STM32、硅压阻式压力传感器、Pt100温度传感器、24位高分辨率ADC、超低噪声LDO、RS485通信接口等组成的高精度压力测量模块。通过AD7124采集压力传感器输出信号,AD7793采集温度传感器输出信号,电源降噪处理,温度压力补偿和零点抑制与迁移,实现了压力的高精度测量。该模块通过高速RS485总线方式进行数据交互。文中给出了模块软硬件设计方案,对其实现方法及关键技术进行了研究。测试结果表明,在全温区(10~30℃)范围内,模块压力测量静态精度优于0.02%。 展开更多
关键词 压力测量 温度测量 高精度测量 压力温度补偿 嵌入式系统 零点迁移
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单线圈EAS声磁标签质检技术研究
2
作者 盛庆元 张西良 孔宝根 《传感技术学报》 北大核心 2025年第3期435-441,共7页
声磁标签是目前电子商品防盗系统(EAS)中使用最广的一类硬标签,其电路由一个磁棒线圈、电容串联而成,对线圈电容回路的谐振频率f和品质因数Q的精确测量是EAS行业的关键技术。针对现有单、双线圈检测技术存在的不足,基于互感耦合原理,通... 声磁标签是目前电子商品防盗系统(EAS)中使用最广的一类硬标签,其电路由一个磁棒线圈、电容串联而成,对线圈电容回路的谐振频率f和品质因数Q的精确测量是EAS行业的关键技术。针对现有单、双线圈检测技术存在的不足,基于互感耦合原理,通过补偿电容串联信号提取电阻的方式改进了单线圈测量此类标签f和Q的方法。建立电路模型,用Multisim软件仿真,结果表明改进方法测量f和Q是可行的。另外,以MSP430处理器为核心研制出EAS声磁标签质量检测仪,以工作频率为58 kHz声磁标签为对象进行测试,数据表明:基于此检测技术的检测仪测量谐振频率绝对误差小于-15 Hz,品质因数绝对误差小于1.0;准确度分析表明该测试仪的测量f值与标样的定值无差异;位置分析表明探头和标签相互位置不会影响测量结果。 展开更多
关键词 声磁标签 互感耦合 谐振频率 品质因数 补偿电容
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基于LSTM-WGAN模型的柱塞-泡排复合排采系统预测控制方法
3
作者 赖欣 钱中程 +3 位作者 杨肖 刘永辉 叶长青 王强 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期11-20,共10页
高效的生产过程和智能化管理是天然气井可持续发展的关键,目前实际生产中页岩气开采仍然面临着井底积液造成气井产能下降的问题。为提高天然气井的产能和排水效率,充分利用泡沫排水采气和柱塞气举的优点,设计了一套“双元合一”的柱塞-... 高效的生产过程和智能化管理是天然气井可持续发展的关键,目前实际生产中页岩气开采仍然面临着井底积液造成气井产能下降的问题。为提高天然气井的产能和排水效率,充分利用泡沫排水采气和柱塞气举的优点,设计了一套“双元合一”的柱塞-泡排复合排采装置,提出了一种新颖的基于长短期记忆网络(LSTM)和Wasserstein生成对抗网络(WGAN)的复合排采LSTM-WGAN预测控制方法。利用基于密度的抗噪聚类算法(DBSCAN)对数据进行预处理,避免异常数据对模型预测的影响。通过生成器和判别器相互对抗并更新各自梯度方向的权重,不断优化使油套压差、水气比预测值逼近真值,从而准确预测下一时刻的油套压差和水气比。通过柱塞-泡排复合排采智能管理系统,实施预测的柱塞泡排投放策略。实验结果表明,LSTMWGAN模型的误差最小,与LSTM模型相比,LSTM-WGAN模型的油套压差和水气比预测结果的均方根误差、均方误差、平均绝对误差分别降低了2.64%、5.13%、11.75%和8.81%、8.07%、6.60%。LSTM-WGAN预测模型可以准确地预测油套压差和水气比,指导柱塞-泡排复合排采系统发出正确的投放泡排球和柱塞指令,实现了泡排-柱塞的全智能化投放。 展开更多
关键词 复合排采 预测控制 LSTM-WGAN 油套压差 水气比 井底积液
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NPC型并网逆变器参数自适应预测电流控制策略
4
作者 刘春喜 赵文江 +2 位作者 马龙涛 洪方瑞 蔡磊 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期362-375,共14页
针对NPC型并网逆变器在无差拍预测电流控制时因系统参数失配导致的电流跟踪精度下降问题,提出了一种基于Popov超稳定性理论的模型参考自适应无差拍预测电流控制策略。首先,利用无差拍预测控制器,通过两步预测对输出电流进行预测与补偿,... 针对NPC型并网逆变器在无差拍预测电流控制时因系统参数失配导致的电流跟踪精度下降问题,提出了一种基于Popov超稳定性理论的模型参考自适应无差拍预测电流控制策略。首先,利用无差拍预测控制器,通过两步预测对输出电流进行预测与补偿,在理想条件下可实现高动态响应和低谐波失真。其次,为进一步克服实际中电感参数变化带来的影响,引入模型参考自适应结构,通过构建参考模型与可调模型进行对比,得到其输出误差后依据Popov超稳定性理论设计参数自适应律,实现对关键参数的实时辨识与动态补偿,从而在维持系统动态响应速度的同时显著提升参数鲁棒性及电流预测精度。同时将基于动态因子的SVPWM策略嵌入至模型参考自适应无差拍预测电流控制中,对电压矢量作用时间进行重新分配,在输出电压矢量的同时有效抑制中点电位的波动,进一步提高系统的控制品质和运行稳定性。最后,搭建仿真模型和实验样机并与传统策略进行对比分析。结果表明,在无参数失配情况下,所提策略相较于传统的无差拍预测电流控制策略,系统的输出电流总谐波畸变率降低了9%,在参数失配下降低了28%,动态响应速度提升了34%,验证了所提控制策略在增强系统鲁棒性、改善输出波形质量以及加速动态响应方面的有效性。 展开更多
关键词 NPC型并网逆变器 无差拍预测电流控制 参数失配 超稳定性理论 模型参考自适应
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核电厂反应堆保护系统停机命令通道的优化研究
5
作者 陈杰 靳津 +5 位作者 唐兴东 肖安洪 曾辉 张杰 陶宁 吴广皓 《自动化仪表》 2025年第9期133-137,共5页
海南某核电厂1^(#)、2^(#)机组反应堆保护系统(RPS)停机命令通道存在当电源、卡件或端子等单一故障时汽轮机意外停机的缺陷。对此,依据法规要求并结合核电厂实际情况,提出了RPS优化方案。对优化方案和变更后的软/硬件进行审查、验证与确... 海南某核电厂1^(#)、2^(#)机组反应堆保护系统(RPS)停机命令通道存在当电源、卡件或端子等单一故障时汽轮机意外停机的缺陷。对此,依据法规要求并结合核电厂实际情况,提出了RPS优化方案。对优化方案和变更后的软/硬件进行审查、验证与确认(V&V)。在大修窗口实施现场改造并完成现场测试。测试结果表明:优化方案效果良好,单一故障时误停机缺陷被消除;V&V过程全面、有效,使系统可靠性和机组本质安全得到提升。作为对国外安全级数字化仪控系统的自主化软/硬件改造、开展硬件验证的项目,通过较小的改动即消除了RPS的误动缺陷、降低了改造成本。同时,通过制定高效可靠的测试方案,在有限的大修时间内一次完成测试验证,为其他核电厂安全级数字化仪控系统的优化和改造提供了有益借鉴。 展开更多
关键词 反应堆保护系统 验证与确认 优化改造 硬件 单一故障 汽机跳闸
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基于激光雷达与相机融合的AGV动态环境目标检测算法
6
作者 吴斌 王世杰 +2 位作者 卢轶 饶静 吴凌昊 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期163-172,共10页
在人机混合智能仓库等动态环境中,AGV通常难以精确感知随机出现的人和叉车等障碍物,为仓库的高效、安全运行带来了隐患,故提出一种基于激光雷达与图像融合的轻量化的目标检测方法(L-BEVFusion)。首先,为构建相机图像的鸟瞰视图(BEV)特征... 在人机混合智能仓库等动态环境中,AGV通常难以精确感知随机出现的人和叉车等障碍物,为仓库的高效、安全运行带来了隐患,故提出一种基于激光雷达与图像融合的轻量化的目标检测方法(L-BEVFusion)。首先,为构建相机图像的鸟瞰视图(BEV)特征,设计了一个轻量化的特征提取网络用于获取图像的2D信息,通过引入多尺度语义特征平衡单一尺度语义特征带来的定位偏差;其次,采用基于显式监督方法采用深度真值对其进行监督,实现将图像特征投影到3D空间中;然后,分别提取图像和点云特征的预测信息,基于BEV特征融合网络,利用通道维度级联图像与点云的BEV特征,对其进行目标边界框的回归和分类预测,从而实现对人机混合仓库中动态障碍物的检测;最后,利用KITTI数据集和仓库实地采集数据对所提算法进行评估。实验结果表明,在实地采集的人机混合仓库数据集上,L-BEVFusion方法与常见的点云图像融合方法相比较在工人类和叉车类的检测精度上分别提升了3.46%和2.22%,综合平均检测精度高了2.97%,在推理速度和检测尺寸精度上也表现更佳,其中法向距离平均误差为4.02 mm,切向距离的平均绝对误差为1.75 mm,提高了AGV检测的实时性和可靠性,保障了智能仓库物流的高效安全运转,具有较高的实际应用价值。 展开更多
关键词 智能仓储 深度预测 BEV特征融合 目标检测
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基于PCS7的环丁砜SIS系统设计与实现
7
作者 陈晓侠 薛旭 《工业仪表与自动化装置》 2025年第4期62-67,共6页
为了提升环丁砜产品生产过程的安全性,确保在高温、高压、易燃易爆等危险因素下,系统能够稳定运行,采用SIMATIC PCS7故障安全型软硬件,实施电源、CPU、通信模块等多级冗余设计,构建高可靠性的安全仪表系统(SIS)。详细设计并实施了SIS系... 为了提升环丁砜产品生产过程的安全性,确保在高温、高压、易燃易爆等危险因素下,系统能够稳定运行,采用SIMATIC PCS7故障安全型软硬件,实施电源、CPU、通信模块等多级冗余设计,构建高可靠性的安全仪表系统(SIS)。详细设计并实施了SIS系统的硬件配置(选择并安装适合的冗余组件)、联锁程序(编写安全逻辑程序确保故障时自动切换与安全操作)、监控界面(设计直观易用的监控画面以实时监控生产状态)和系统整体调试及投运。成功建立了基于SIMATIC PCS7的环丁砜生产安全仪表系统,通过多重冗余措施显著提高了系统的安全性与可靠性,有效应对了生产过程中的高风险因素,保障了生产的安全进行。 展开更多
关键词 SIS 环丁砜生产控制 PCS7 CFC 冗余
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核电厂时钟系统的网络安全研究
8
作者 李江海 龙振海 李博远 《自动化仪表》 2025年第9期86-90,共5页
时钟系统面临的网络安全威胁,不仅影响时钟系统自身,还可能波及与其连接的其他需授时系统,因此该系统是全厂网络风险中的关键节点。结合标准和案例,综述核电厂时钟系统网络安全的实践和研究现状。在时钟系统工作流程和系统架构梳理的基... 时钟系统面临的网络安全威胁,不仅影响时钟系统自身,还可能波及与其连接的其他需授时系统,因此该系统是全厂网络风险中的关键节点。结合标准和案例,综述核电厂时钟系统网络安全的实践和研究现状。在时钟系统工作流程和系统架构梳理的基础上,从网络安全防护目标出发,分析列举时钟系统遭受攻击后的可能后果。假想若干典型的攻击方式作为防护的基准,并通过搭建测试平台进行模拟验证。根据试验结果和现有标准,提出网络安全防护建议。研究结果表明,至少有三类可行的入侵时钟系统并波及其他核电厂系统的网络攻击方式,因此应加强对时钟系统的网络安全防护。该研究可提升时钟系统在未来核电智能化发展中的可靠性和安全性。 展开更多
关键词 核电厂 时钟系统 网络安全 时间同步攻击 安全监测
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基于马氏距离与WOA-LSTM RCP的早期故障诊断
9
作者 唐圣学 刘成龙 王鸿凡 《计算机仿真》 2025年第2期546-552,共7页
针对棒控电源早期元件退化降质辨识诊断,传统方法故障特征提取困难且计算量较大,难以实现实时检测诊断问题,提出了一种融合时间序列向量、马氏距离(MD)、鲸鱼优化算法(WOA)和LSTM的组合预测诊断模型。首先,根据棒控电源元件正常与退化... 针对棒控电源早期元件退化降质辨识诊断,传统方法故障特征提取困难且计算量较大,难以实现实时检测诊断问题,提出了一种融合时间序列向量、马氏距离(MD)、鲸鱼优化算法(WOA)和LSTM的组合预测诊断模型。首先,根据棒控电源元件正常与退化状态输出电压与纹波电流分析了不同元件降质退化的波形形态,进而利用马氏距离对时序故障向量进行处理得到故障特征向量,最后,利用LSTM神经网络在处理时序问题中的独特记忆优势,将故障特征向量数据集输入WOA-LSTM构建诊断模型,输出预测诊断结果。分析结果表明,所提方法能够有效地提取棒控电源的故障特征信息,提高运算的速度,实现电源在线诊断监测,同时对电源故障的准确率有很大提高,诊断模型的辨识率可达94.92%。 展开更多
关键词 棒控电源 故障诊断 马氏距离
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基于平面特征的地面机器人雷达-惯性里程计外参标定方法 被引量：2
10
作者 任家卫 徐晓苏 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期344-354,共11页
准确可靠的传感器外参标定方法是雷达-惯性融合系统实现高精度定位与导航的关键,然而,现有的标定方法大多依赖于惯性传感器三轴激励的获取,当雷达和惯性传感器安装在运动受限的地面机器人上时,现有的标定方法性能下降甚至无法标定。为... 准确可靠的传感器外参标定方法是雷达-惯性融合系统实现高精度定位与导航的关键,然而,现有的标定方法大多依赖于惯性传感器三轴激励的获取,当雷达和惯性传感器安装在运动受限的地面机器人上时,现有的标定方法性能下降甚至无法标定。为了解决这一问题,提出了一种基于雷达点云平面特征的地面机器人雷达-惯性里程计外参标定方法。该方法首先利用雷达点云中的平面特征建立残差,通过最小化雷达点到平面的距离迅速将外参收敛至较小的误差范围内。随后,基于八叉树结构,结合雷达点云的空间占用信息,进一步优化外参。最后利用地面分割算法将地面约束纳入标定过程,对平面运动时Z轴方向上无法约束的误差进行修正,从而获得完整的六自由度外参。实验结果表明,该方法在两组开源数据集上的标定精度显著优于其他算法,旋转角平均误差分别降低43.73%及36.47%,位移平均误差分别降低了76.33%及41.52%。在实车验证实验中,该方法在平地、崎岖不平的地形、狭窄的通道等各种场景中均成功完成标定,进一步验证了该方法在实际环境中的可靠性与鲁棒性。在定位精度分析实验中,以本研究标定结果为初参的FAST-LIO2算法的绝对轨迹均方根误差降低了6.54%左右,证明了该方法的实用性和准确性。 展开更多
关键词 雷达-惯性里程计 平面约束 地面机器人 标定 传感器融合
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高频涡流阵列探头在CFRP缺陷检测中的应用
11
作者 程军 刘蒙蒙 +3 位作者 汪步云 许德章 裘进浩 季宏丽 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期161-168,206,207,共10页
为了实现高频印制电路板(printed circuit board,简称PCB)线圈阵列探头对碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)复合材料缺陷的涡流检测,提出一种通过将PCB线圈连接不同电缆线以提高深层缺陷检测灵敏度的方法。首先... 为了实现高频印制电路板(printed circuit board,简称PCB)线圈阵列探头对碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)复合材料缺陷的涡流检测,提出一种通过将PCB线圈连接不同电缆线以提高深层缺陷检测灵敏度的方法。首先,分析高频PCB阵列线圈的结构参数对磁感应强度和阻抗特性的影响,并确定线圈的内外径和线径尺寸等参数;其次,建立仿真模型,研究线圈的层数、线径对阻抗谐振频率的影响,并利用阻抗分析仪测量PCB线圈以及线圈连接不同类型同轴电缆接头(bayonet nut connector,简称BNC)电缆线时的阻抗。实验表明,电缆线的寄生电容与谐振频率呈负相关关系,较长的电缆线可提高对深层缺陷的检测能力;最后,建立CFRP检测实验平台,发现当高频PCB阵列线圈在连接不同BNC电缆线时,能够有效检测深层缺陷。该研究为通过调整连接PCB线圈的电阻-电感-电容分支电路参数来提高深层缺陷检测精度提供了参考。 展开更多
关键词 涡流阵列检测 高频印制电路板线圈 阻抗分析 碳纤维增强树脂复合材料 缺陷定量检测
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超声供能-数传一体的无线健康监测技术
12
作者 郑永秋 张铭正 +4 位作者 王政 张秉瑞 赵冬青 崔娟 闫小龙 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第6期1073-1081,1269,共10页
特种密封装备贮存过程的长期在线健康监测是评估材料寿命与装备效能的关键环节。为满足特种密封装备长时间在线健康监测过程对高效供电、高可靠数据传输与高集成度的需求,提出了一种集超声供能与无线数据回传为一体的无损、无线密封装... 特种密封装备贮存过程的长期在线健康监测是评估材料寿命与装备效能的关键环节。为满足特种密封装备长时间在线健康监测过程对高效供电、高可靠数据传输与高集成度的需求,提出了一种集超声供能与无线数据回传为一体的无损、无线密封装备内部状态监测与健康评估技术。首先,建立了α-Al_(2)O_(3)与环氧树脂多层匹配的超声换能器声-电协同阻抗匹配模型;其次,突破高效的声能-通信耦合技术;最后,实现了超声波无线供能与载波数据回传功能复用的一体化协同工作。结果表明:提出的声-电协同阻抗匹配通道可将超声能量传输效率由29.35%提升至68.71%;通过某组分材料的高温加速老化实验,验证了该系统对密封装置内传感器的电能供给与数据回传的可靠性;提供了一种高效的无损、无线密封装备内部状态监测方法,为密封贮存特种材料的长期在线健康监测与评估提供了工程化解决方案。 展开更多
关键词 超声供能 无线数据回传 阻抗匹配 高温加速老化 在线健康监测
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面向变电站嵌入式设备的指针式仪表识别方法
13
作者 胡欣 刘瑞峰 +3 位作者 肖剑 段承志 程鸿亮 罗诗伟 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第1期253-263,共11页
针对变电站嵌入式设备在识别指针式仪表时常面临实时性差以及小目标和密集目标场景漏检的问题,提出了一种基于YOLOv5s-BCGS的变电站指针式仪表识别模型。该模型以YOLOv5s为基础网络,首先在其网络颈部引入协调注意力机制,并将路径聚合网... 针对变电站嵌入式设备在识别指针式仪表时常面临实时性差以及小目标和密集目标场景漏检的问题,提出了一种基于YOLOv5s-BCGS的变电站指针式仪表识别模型。该模型以YOLOv5s为基础网络,首先在其网络颈部引入协调注意力机制,并将路径聚合网络替换为加权双向特征金字塔网络,以更好地融合特征图中的位置和细节信息,从而增强模型对目标位置和尺寸的敏感性。其次,原网络中的传统卷积被轻量化的幽灵卷积替代,既加快了推理速度,又减小了模型体积。最后,将原网络中的CIoU损失函数替换为SIoU损失函数,提高了模型训练速度并改善了远距离小目标的推理精度。实验结果表明,改进后的模型在自制变电站指针仪表数据集上的表现优于YOLOv5s,mAP0.5提高了2.2%,mAP0.75提高了3.8%,mAP0.5~0.95提高了6.7%,同时模型体积减少了34.07%。与常用的Faster R-CNN、YOLOv4-tiny、YOLOv7-tiny和YOLOv8n等模型相比,本模型在精度和速度上均具有明显优势,展现了良好的泛化能力和鲁棒性,且模型体积仅为18.0 MB,实现了轻量化部署。在PC和Jetson Xavier NX开发板上的推理速度分别为154.7 FPS和18.7 FPS,能够满足嵌入式设备在变电站指针仪表巡检中的实际工程需求。 展开更多
关键词 变电站 指针式仪表识别 轻量化 协调注意力机制 嵌入式设备
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六自由度机械臂参数化标定模型的误差分析
14
作者 王妍 江文松 +2 位作者 罗哉 杨力 金楦杰 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第6期130-138,共9页
六自由度机械臂模型参数的高度耦合和复杂的链路关系是引起多参数辨识偏差的主要原因,这种复杂的多参数辨识链路很难准确地进行误差评估,影响机械臂工作精度的补偿。为此,提出了基于灰关联分析的参数化标定模型误差分析方法,揭示高耦合... 六自由度机械臂模型参数的高度耦合和复杂的链路关系是引起多参数辨识偏差的主要原因,这种复杂的多参数辨识链路很难准确地进行误差评估,影响机械臂工作精度的补偿。为此,提出了基于灰关联分析的参数化标定模型误差分析方法,揭示高耦合多参数辨识链路的误差传播关系。首先,基于辨识参数的误差传递链路分析,建立机械臂标定误差模型,实现笛卡尔空间位姿误差在关节空间的量化分解;其次,通过参数辨识算法与误差传递链的协同作用,估计关节参数序列的误差值。针对参数偏差的强耦合特性,引入灰色关联度分析方法。通过计算各参量间的关联系数,量化评估各关节轴特征参数间的关联性,进而确定误差补偿的优先级。实验结果表明,相较于平移误差,旋转误差在运动链路的传递过程中具有更强的耦合性。通过定位误差和方向误差的对比分析,发现前三轴的旋转角度和y轴方向的角度偏差对末端误差的贡献度最高,因此应优先补偿这些关键参数。实验数据表明,末端定位误差为3.90 mm,方向误差为0.06°。通过解耦复杂参数链路、量化误差贡献度,并结合误差参数的敏感性分析,提出优化补偿策略,从而显著提升了机械臂标定效率。 展开更多
关键词 机械臂 标定误差 量化耦合 灰色关联分析
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基于d_(33)模式的压电式多维力传感器性能研究
15
作者 李芬 侯晓娟 +2 位作者 张欣 富肖严 何剑 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期32-39,共8页
随着现代制造业、机器人技术、精密测量等领域飞速发展,多维力传感器对精准测量多方向力的需求日益凸显。针对提高机械臂和复杂机械系统中力控制与反馈精确性问题,开展关于压电式多维力传感器的研究。基于压电陶瓷的d_(33)模式设计一种... 随着现代制造业、机器人技术、精密测量等领域飞速发展,多维力传感器对精准测量多方向力的需求日益凸显。针对提高机械臂和复杂机械系统中力控制与反馈精确性问题,开展关于压电式多维力传感器的研究。基于压电陶瓷的d_(33)模式设计一种可精确测量X、Y、Z这3个方向力的压电式多维力传感器。传感器采用立方体结构,压电片分别与X、Y、Z轴垂直放置,实现多维力独立测量及自解耦。在COMSOL Multiphysics中对其参数和网格进行设置,模拟分析在不同方向施加载荷时整体结构的应力分布和变形,并结合微机控制电子万能试验机、传感器和信号采集设备,建立传感器三维测量系统,实现三维力的测量与分析。研究表明,各加载方向的力可通过合理设计传递路径准确作用于目标压电片,且可测试0~500 N法向力(Z方向)及0~200 N剪切力(X、Y方向)。所设计传感器具有较好动态响应能力、良好灵敏度、高精方向性及较稳定重复性,其中Z方向灵敏度0.080 V/N,X方向灵敏度0.110 V/N,Y方向灵敏度0.113 V/N,且各方向串扰均<0.2%。本研究在多维力测量领域具有广阔应用前景,为多维力传感器设计与优化提供重要实验数据和理论支持。 展开更多
关键词 d_(33)模式 多维力传感器 压电陶瓷 有限元分析
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海上中频风电系统积分滑模控制策略研究
16
作者 段军 朱铭炼 +3 位作者 姚宏洋 欧阳有鹏 殷冠贤 李天皓 《自动化仪表》 2025年第4期42-47,53,共7页
不平衡电网电压下,海上中频风电中模块化多电平换流器-高压直流输电(MMC-HVDC)系统会暴露出功率波动大、网侧电流畸变等问题,而单一使用滑模控制的模块化多电平换流器(MMC)存在滑模面抖振及超调量高等明显弊端。对此,提出一种基于积分... 不平衡电网电压下,海上中频风电中模块化多电平换流器-高压直流输电(MMC-HVDC)系统会暴露出功率波动大、网侧电流畸变等问题,而单一使用滑模控制的模块化多电平换流器(MMC)存在滑模面抖振及超调量高等明显弊端。对此,提出一种基于积分滑模控制的交流电流控制策略,以实现交流侧电流负序分量的抑制及正序分量的高精度跟踪。首先,在不平衡状态下,整流侧MMC可实现电流环dq轴参考量的正负序分离。然后,阐述了滑模控制下系统状态点的运动轨迹;引入积分项设计滑模平面,利用一种新型饱和函数改进趋近律,增强了系统的抗干扰能力。最后,将所设计的积分滑模控制器应用于MMC电流内环控制,使得交流侧电流系统状态点可在较短时间内从趋近状态转入滑动状态。在不平衡电网电压工况下,所提策略具有鲁棒性强、稳态控制精度高、动态响应能力好等优势。 展开更多
关键词 海上发电 滑模抖振 正序分量跟踪 积分滑模 负序分量抑制 正负序分离
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一种电流输出型高精度压力变送器的研制
17
作者 刘忠强 李永清 +4 位作者 张立 胡延丽 徐丹辉 张春晓 吴东阁 《传感器世界》 2025年第12期10-14,共5页
针对模锻压机运行状态过程参数监测系统的需求,设计了测量主缸压力参数的电流输出型高精度压力变送器。该变送器采用32位微控制器作为整个系统的控制核心,在线监测压力参数信息,将监测到的压力参数送入附近的控制室进行集中显示,实现参... 针对模锻压机运行状态过程参数监测系统的需求,设计了测量主缸压力参数的电流输出型高精度压力变送器。该变送器采用32位微控制器作为整个系统的控制核心,在线监测压力参数信息,将监测到的压力参数送入附近的控制室进行集中显示,实现参数超限报警。着重介绍了压力变送器电源转换、压力信号采集处理、温度信号采集处理、4~20 mA电流信号输出、通信接口等关键电路的设计,给出了系统软件设计方案。该变送器具有高准确度、高稳定性、线性好、温度稳定性高、通信可靠等优点,易于集成到现有的在线监测系统中。 展开更多
关键词 在线监测 变送器 嵌入式系统 高精度测量
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自适应卡尔曼滤波颗粒物实时监测系统
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作者 王雪超 杨松杰 +4 位作者 何孙东 刘素梅 谢节玲 潘孙强 李博 《激光与红外》 北大核心 2025年第10期1617-1624,共8页
针对光散射法在实时测量颗粒物浓度时噪声信号干扰微弱散射光信号的难题,本文设计并研制了一种基于自适应卡尔曼滤波算法与Mie散射原理的在线监测系统。该系统具备自动追踪浓度变化、低测量误差、低检出限以及实时监测的特点。通过MATLA... 针对光散射法在实时测量颗粒物浓度时噪声信号干扰微弱散射光信号的难题,本文设计并研制了一种基于自适应卡尔曼滤波算法与Mie散射原理的在线监测系统。该系统具备自动追踪浓度变化、低测量误差、低检出限以及实时监测的特点。通过MATLAB仿真优化了光源波长和探测角度,并完成了光路设计、硬件电路搭建及软件流程开发。实验标定结果表明,系统测量误差可控制在01mg/m^(3)以内;Allan方差分析显示,检出限在227s积分时间下达到06948μg/m^(3)。嵌入自适应卡尔曼滤波算法后,系统可在测量后1μs内快速响应浓度变化,并实现有效滤波,滤波后标准偏差最大降低567,显著提高了测量的稳定性。研究结果证明,该系统在颗粒物浓度实时监测中具有良好的精度和可靠性。 展开更多
关键词 颗粒物浓度 自适应卡尔曼滤波 MIE散射 ALLAN方差
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面向复杂工业场景的人体姿态估计性能增强方法
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作者 李帆雅 张泽辉 +2 位作者 陈博洋 徐晓滨 管聪 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期255-265,共11页
人体姿态估计是工业制造5.0的重要支撑技术之一,已经在行为识别、人机交互、数字孪生等多种场景展开了应用。然而,在复杂工业场景下,告示牌、管线、立柱等物品极易对作业人员形成局部或全局遮挡,导致人体姿态估计模型在关键点定位时出... 人体姿态估计是工业制造5.0的重要支撑技术之一,已经在行为识别、人机交互、数字孪生等多种场景展开了应用。然而,在复杂工业场景下,告示牌、管线、立柱等物品极易对作业人员形成局部或全局遮挡,导致人体姿态估计模型在关键点定位时出现偏差,造成模型对姿态估计的准确率降低。针对该问题,提出了一种面向复杂工业场景的人体姿态估计性能增强方法,该方法首先基于量子化自编码器对人体关键点进行结构化建模,将关节点特征映射到量子化隐空间,以提升人体部分遮挡时姿态估计的准确率。然后,针对工人遮挡数据集构建困难的问题,创新地提出了一种面向人体姿态遮挡的动态数据增强训练方法,在模型训练过程中,通过评估人体姿态估计模型在数据集上对各关键点的估计结果,使用工业场景真实遮挡物动态生成符合工业场景特征的工人遮挡图片用于下一次模型训练,进一步提升模型在人体姿态估计任务中的鲁棒性。实验结果证明,所提的方法在自建数据集上相比先进方法PCT平均准确率AP和平均召回率AR分别提升了3.8%和2.7%,其能够有效地应对复杂工业场景中的作业人员人体遮挡问题。 展开更多
关键词 人体姿态估计 工业遮挡 数据增强 计算机视觉
原文传递
自动化仪表中的计量检测技术分析 被引量：7
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作者 刘明夏 《流体测量与控制》 2025年第1期32-34,38,共4页
自动化仪表(包括温度计、压力表、流量计和电导率仪等)是实现精确控制和监测系统不可或缺部分。仪表依赖于先进计量检测技术,以确保数据的准确性和可靠性。为此,本文详细探讨计量检测技术在不同类型自动化仪表中的应用,并分析其在提高... 自动化仪表(包括温度计、压力表、流量计和电导率仪等)是实现精确控制和监测系统不可或缺部分。仪表依赖于先进计量检测技术,以确保数据的准确性和可靠性。为此,本文详细探讨计量检测技术在不同类型自动化仪表中的应用,并分析其在提高测量精度和效率方面的作用,并就自动化仪表计量检测技术的发展机遇进行探讨,最后阐述了引入物联网技术和加入人工智能的发展趋势。 展开更多
关键词 自动化仪表 计量检测 技术分析
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