摘要：可控源音频大地电磁法(CSAMT)是一种重要的电磁勘探方法。由于CSAMT法频带范围较宽,野外作业过程中容易受噪声干扰影响。针对这一问题,研究了CSAMT法观测资料实时处理方法。主要介绍了发射频率表的设计方法、全相位分析方法、数据处理中的异常值判断和剔除方法等。综合利用多种误差检验法以及异常极值识别方法,实现了强干扰下的卡尼亚视电阻率和相位测量。野外试验证明,所提出的数据处理方法能够从信噪比很低的原始数据中提取有效的卡尼亚视电阻率和阻抗相位,有助于提高CSAMT法的抗干扰能力,扩大其应用范围。

摘要：为实现强噪声背景下时延目标信号自提取,设计了相关检测模型,提出了基于目标数据段自截取和变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)算法的目标信号自适应定位和提取算法。首先,根据目标信号频域参数构建基准信号;然后,利用互相关检测技术并以峰值梯度为特征值确定目标信号时延参数;最后,利用预设参数自适应初始化的VMD算法对截取的数据段进行处理,并对分解的各分量进行自动筛选实现目标信号有效提取。不同算法的对比实验表明,自截取+VMD算法可有效实现强噪声下时延信号的定位提取,实时性基本满足实际应用需求。

摘要：通过分析目前“虚拟仪器设计”课程在教学内容、教学方法等方面存在的问题和不足,根据“以学生为中心”的工程教育理念和新工科建设内涵和需求,通过模块化教学内容划分和设计、明辨性思维能力培养、科研项目式教学方法、贴合实际工程背景的实践教学考核方式确定,实现“虚拟仪器设计”教学改革和实验平台建设,实现科研与教学的有机融合,拓宽了学生视野、学习主动性和创造性。

摘要：为了更好地测试舵机性能,提高加载系统的鲁棒性和稳定性,实现电动负载模拟器(Electric load simulator,ELS)对信号精确跟踪,同时抑制多余力矩,提出了一种适用于速度控制的新型全局滑模控制方法,以改善系统的动态性能和稳定性.速度环采用基于加权积分切换增益的全局滑模控制,选择动态滑模面并设计相应的控制律实现连续切换控制,改善系统动态性能.利用Lyapunov函数进行了稳定性分析,在稳定性分析的基础上,进一步设计了滑模观测器进行加载力矩的前馈补偿和速度估计.最后,通过Simulink仿真验证了该速度控制器的有效性.

摘要：针对在永磁同步电机的运行过程中,容易受到负载转矩扰动和参数失配的影响进而造成转速跟踪性能差和电流脉动大等问题,采用模型预测控制(MPC)的方法设计预测控制器取代传统的比例-积分(PI)调节器,对速度和电流分别做了最优控制;加入Kalman滤波器对负载转矩进行观测作为前馈补偿,并提出参数校正方法,有效地抑制了干扰负载和电感参数的不确定变化对电机性能的影响。通过Simulink对比仿真表明,上述设计方法具有更快的动态响应且无超调,同时抗干扰能力和参数鲁棒性得到显著提升。

摘要：结合超声波回波特性和互相关算法原理,设计了一套测距系统以降低超声测距的误差。使用QuartusⅡ软件和FPGA控制2套相同的测距装置,一组测量声速,作为另一组距离测量装置的补偿数据。根据FPGA的特性设计互相关算法模块,完成声波飞行时间的处理,并调整FPGA内部结构简化算法模块。测量结果表明,在不使用补偿传感器的情况下,所设计的测距系统在0~1500 mm的范围内,测距的绝对误差为±4 mm,相对误差低至0.2%。

摘要：加载系统对电动负载模拟器的稳定性、加载精度、响应速度等特性具有重要的影响,为了解其动态特性,建立了系统的有限元模型和数学模型,通过模态分析得到系统的固有频率及振型;改变系统中弹簧杆的刚度,得到弹簧杆刚度与固有频率和系统的关系.结果表明:在系统的前6阶模态中,其振型主要是绕Z轴的扭转和摆动振型,且幅值最大部分主要是两个联轴器和弹簧杆;弹簧杆刚度越大,系统固有频率越大,系统的频宽越宽,响应速度越快,但会造成系统机械谐振,多余力矩增加,影响系统的稳定性,设计弹簧杆刚度的时候需要综合考虑系统稳定性、响应速度和多余力矩影响.

摘要：为了提高电动负载模拟器的加载性能,根据电动负载模拟器的系统构成,建立其相应的数学模型,分析系统刚度和负载惯量对多余力矩、系统稳定性和响应速度这3个方面的影响,分析和确定了系统的最佳刚度和负载惯量,利用MATLAB软件对结果进行仿真验证;仿真结果表明:加载后的正弦曲线能够较好的复现,且响应速度快、稳定性好;设计电动负载模拟器最佳的刚度和负载惯量的时候,不仅要考虑到对多余力矩的抑制,还要考虑到系统的稳定性和响应的快速性。

摘要：超声波流量计因其具有良好的场地适用性在工业生产领域有良好的应用前景。为了满足实际生产对于液体流量测量精度的要求,采用互相关算法检测超声波的渡越时间(TOF),降低了计算时间误差。利用FPGA内部资源设计实现互相关算法模块,并调整逻辑结构精简算法,减少资源占空比。测试结果表明,该方法有效提高了渡越时间的测量精度。在0~3 000 mm的测量范围内,渡越时间的相对误差低至0.44%。超声波流量计在层流区域的相对误差低于3.68%,湍流区域的相对误差小于0.64%。

摘要：主要针对光纤环在变化的温度场中产生的热致非互易性旋转速率误差(shupe误差)进行了仿真分析,并且提出了一种新的光纤环绕制方法以减小shupe误差。首先建立了3种对称绕法下带骨架光纤环的有限元模型并对它们施加相同的随时间变化的均匀温度场载荷,经分析计算得到了光纤环中各匝的温度变化率数据。再利用精确到匝的光纤环热致旋转速率误差数学模型进行计算,最后得出3种绕法下光纤环的shupe误差。仿真分析的结果表明采用新提出的反交叉对称绕法的光纤环对shupe误差的抑制效果最好。