摘要：防水型收发一体超声波测距换能器所需驱动功率大,激励源去除后产生的无源自振导致了较大的测距盲区,高达30cm,限制了工程应用范围,对此提出了一种可显著减弱无源自振的方法。首先,建立换能器等效电路模型,分析了无源自振产生机理,在此基础上设计出以场效应管为核心的无源自振抑制换能器驱动电路;然后,由于设计的无源自振抑制电路回波信号较弱,进而设计背景噪声阻断电路与脉冲信号叠加电路以增加回波灵敏度,并通过检测脉冲信号叠加电路输出曲线的上拐点准确估计回波时间点。试验研究表明,该方法显著地抑制了无源自振,并可将测距盲区限制在16cm附近。该项研究扩大了超声波测距的工程应用范围,具有较大的应用价值。

摘要：针对指数趋近律变结构控制应用于电液位置伺服系统存在控制性能与抖振不能兼顾的问题,设计出新型变速指数趋近律滑模控制器。建立基于偏差变量的电液位置伺服系统状态空间模型,推导出指数趋近律滑模控制器结构,进一步确定包含偏差变量的切换函数及其导数,通过定义系统的Lyapunov函数,证明了趋近律控制下系统的稳定性。研究通过实时分析运动点距离滑模面的位置及趋近速率,采用模糊参数优化策略动态调整到达速度的变速趋近律方法,实现在滑模面外时加快响应速度并增强系统克服摄动及外部干扰能力,到达滑模面时柔化控制量以消除抖振的目的。通过试验研究变速趋近律与传统指数趋近律控制下的系统方波跟踪动态响应、稳态误差及控制量抖振指标,结果表明变速趋近律不仅保证到达运动的快速性,且有效降低了稳态抖振,具有良好的稳态性能。

摘要：轧机伺服压下系统具有轧制力大的特点,其位移反馈机构的动刚度对系统的影响应予以考虑。建立了考虑位移反馈机构动刚度的轧机压下系统模型,分析了动刚度参数存在缺陷时系统的振动特点与阶跃响应特性。通过分析轧机垂直方向振动与位移反馈机构动刚度参数之间的关系,提出了动刚度参数修改策略,采用该策略消除了模型的自激振动,同时获得了满足工艺要求的控制特性。研究表明,位移反馈机构的动刚度对轧机系统的稳定具有重要意义。所建立的轧机压下系统模型可作为实际轧机压下系统反馈机构的设计及故障诊断的仿真实验模型。

摘要：针对常规超声设备非本质安全问题,提出了一种基于降压升压（Buck-Boost）变换器输出与多通道复用高压切换方法相融合的本质安全型超声驱动系统。首先通过计算驱动系统中储能元件的最小点燃能量来分析系统的本安性能,对Buck-Boost电路的元件参数进行了本安化研究,再设计出满足本安要求的供电单元、升压单元、切换单元和控制单元的电路结构,最后通过超声驱动平台实验验证驱动系统的实际效果,并与传统的中频变压器驱动系统进行对比。结果表明,在16-36 V驱动电压下两种系统驱动效果接近,采用灵敏超声探头检测两种驱动系统发射信号的绝对误差可控制在4 mV以内,由此判定Buck-Boost电路基本实现了超声驱动的本质安全要求,可对各类在危险环境下应用的超声波接收与发送设备提供参考。

摘要：多频探测是相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)光纤传感系统中干涉衰落抑制的重要手段,但存在多频率生成造成结构复杂的问题。提出了一种基于光纤移频延时环的多频脉冲产生方法,设计了包含移频、放大、延时、滤波、隔离等环节的光纤环结构,使用简单结构实现了多频探测脉冲的产生与复用。并分别采用脉冲延时补偿算法与旋转矢量求和算法对瑞利后向散射拍频信号实现了数据对齐与数据聚合。实验结果表明,传感系统通过生成包含6个频率分量的多频探测脉冲,可在10.33 km的传感光纤上将衰落概率由26.43%优化至0.93%,并实现了信噪比为5.29 dB的振动信号准确定位,以及相关系数为0.997的振动信号线性解调,从而为Φ-OTDR系统在复杂环境下的振动信号抗衰落解调提供了新的解决方案。

摘要：针对矿山水源井使用中存在的问题,设计了一套基于InTouch的水源井远程无线测控及保护系统。系统应用先进的PLC控制技术、无线数传通信技术、InTouch组态软件技术实现水源井远程监控,对供水系统的各项参数可实时采集、显示、存储、报警,对水泵的运行状态既可就地控制,又可实现远程操控,保障了供水系统的安全、可靠运行。

摘要：针对现有的分布式光纤应变监测系统数据采集量大、存储空间有限、无法远程监控等问题,设计了基于云数据处理的分布式光纤应变远程监测系统。首先,基于ADO数据库访问技术设计了数据库访问编程接口,使上位机程序可通过该编程接口将数据传输至远程云数据库,解决了上位机存储空间有限的问题;其次,利用多线程机制设计了上位机程序多线程并发访问数据库模块,实现了数据实时高效的传输;最后,基于ORACLE设计了数据库系统方案,将数据库搭建在云服务器端,用于存储和分析MFC程序采集处理的监控数据和异常信息,实现了云数据的实时处理和远程监控。实验测试结果表明,上位机与云数据库之间的数据交互速度满足并发和实时监测的需求。

摘要：针对现有的煤矿巷道积水测控系统组网扩展不灵活及数据获取不方便等问题,设计了基于网络发布技术的煤矿巷道积水远程网络测控系统。首先设计了数据采集电路,完成了监控分站的硬件电路设计;其次设计了分站和主站之间的RS485总线通信及PLC以太网模块与组态软件之间的数据通信方案,实现RS485总线数据的以太网控制;最后设计了组态软件驱动GSM DTU模块及组态工程的Web发布,实现井下水情的远程网络查询和控制。实践表明该系统组网扩展灵活,数据信息获取方便。

摘要：针对管网泄漏定位运算量大而不易实现在线检测的问题,设计一种运算快速、实时测量的定位方法。以泄漏液体的声学特性为依据,建立测漏模型,将捕获的信号离散化后极化处理,用极性相关法计算渡越时间,从而得到漏点到测点的距离。为验证极性相关法定位的可行性与可靠性,设计声学管网测漏仪。通过实验证明极性相关法能够有效提高相关函数的运算速度,易于在微处理芯片中进行实时分析,实现了工程中管网泄漏的在线定位测量。

摘要：为满足矿区水源井与供水管网集中监控的技术需求,设计一套基于PLC处理器无线远程监控系统。采用现代无线数据传输技术、计算机通信技术、PLC控制技术、组态王上位机软件技术完成供水系统远程监控,实现了对采集数据的处理、统计分析、显示和存储功能,对水源井水泵和管网节点阀门的运行状态进行连续监测,同时可进行远程控制。现场应用表明:此供水监控系统实时性强、数据传输准确、可靠性高。