基于希尔伯特-黄变换的转台角速率测量方法研究

文中针对传统转台角速率测量采用定时测角、定角测时等时间段内求取平均值方法,无法获取转台随时间变化的瞬时角速率值的问题,对基于希尔伯特-黄变换原理的角速率测量方法开展研究。在分析莫尔信号自身特征的基础上,对莫尔信号进行希尔伯特-黄变换方法进行详细阐述;设计基于FPGA的角速率测量电路,详细说明了电路中经验模态分解设计方法。搭建转台转速测量实验平台验证希尔伯特-黄角速率测速效果,实验结果证明希尔伯特-黄角速率测量方法对比传统定时测角法的优越性;120(°)/s内的多个转速的实验显示希尔伯特-黄角速率测量方法角速率测量误差小于0.9×10^(-3),角速率测量稳定性优于0.5×10^(-4)。

基于激光陀螺测角仪的角度计量动态特性分析

为了使动态角度测量结果可靠、可信,在使用激光陀螺测角仪进行动态角度测量前,需要对其动态特性进行分析。首先,通过同步触发装置将激光陀螺测角仪分布与转台和激光干涉仪分别同步触发;然后,使转台模拟出脉冲响应运动、阶跃响应运动和正弦运动;最后,比较分析在不同运动过程中激光陀螺测角仪与转台的圆光栅和激光干涉仪的输出数据。结果表明,激光陀螺测角仪具有良好的动态特性,且在不同频率下激光陀螺测角仪的动态测角精度在0.6″左右,为激光陀螺测角仪进行动态角度测量结果的可靠性提供了保证。

基于相位跟踪原理的超精密定位平台研究

为了满足超精密定位的需求,介绍了一种基于相位差跟踪的定位原理;针对该方法的具体要求,详细描述了系统的工作过程并设计完成了该定位系统,分别就定位系统关键的高频信号的发生、调理、鉴相以及驱动等模块进行了深入研究;对系统输出的线性度、迟滞、重复性和稳定性等指标进行了实验,并在考虑整个定位系统的组成部件、仪器设备等环节影响的基础上,进行了最终的定位系统不确定度合成,数据显示该定位系统最终的位移不确定度为6.10 nm。

室内打印机颗粒污染物特性的测量与分析

文章对打印机工作所产生的可吸入颗粒污染物进行研究,使用FMPS3091对5.6～560 nm粒径范围的颗粒物进行数量浓度、质量浓度测量;使用分形理论对所产生的空气污染特性进行分析,并通过粒度的分形维数对其进行了定量表达。测量和分析的结果显示：打印机工作所产生颗粒物的数量浓度、质量浓度远远大于背景浓度,并随打印机工作时间增长而增加;打印机产生的颗粒物粒径非常小,93.1 nm粒径以下颗粒占总颗粒数比都超过了92%,143.3nm粒径以下的超细颗粒占总颗粒数比超过99.5%;使用分形理论对颗粒粒度分布分析结果显示分形维数变化范围为3.654 6~4.527 6;打印机工作产生颗粒物的数量浓度、质量浓度衰减缓慢,10 min后的浓度仍处于较高水平,对室内空气质量具有长期影响作用。

基于邻域特性分析的小模数齿轮亚像素图像边缘检测

针对高分辨率小模数齿轮图像中边缘灰度梯度呈双峰或多峰分布的问题,提出一种基于邻域特性分析的小模数齿轮图像亚像素边缘检测算法。算法以邻域窗口的灰度均方差积表示边缘强度、灰度重心所在的方向表示灰度变化的方向;通过阈值化、非极大值抑制和边缘细化等获取初始边缘;在初始边缘的基础上将求取的灰度变化方向划分为八个区域,构建一维灰度矩模型解算亚像素边缘位置。为验证算法的有效性,分别以模拟图像与实际图像为对象进行亚像素边缘检测实验,根据齿轮边缘特性以最小二乘拟合法评价算法对齿轮图像的检测效果。实验结果表明,该算法具有曝光敏感度优、绝对定位精度高、重复性好的优点。

受闸坝控制的河道水质预测方法研究

根据扬洲古运河瓜洲闸的实际运行状况，恰当地选取连续４个月的时间作为预测期，在此基础上对古运河的水质进行预测，较好地反映了闸坝的不同运行方式对污染物在河道中稀释、扩散和运动的影响。实践表明：根据闸坝运行选取适当的预测期是做好水质预测与规划的基础。

基于SIFT的小模数齿轮图像亚像素级配准研究

为解决小模数齿轮视觉测量中凸显的工业相机高空间分辨率与大视场相互制约的问题,对轮廓光条件下前景背景对比度过强、局部对比度不足,存在大面积同色区域的小模数齿轮图像亚像素级配准方法进行研究。针对传统基于特征点的图像配准流程在小模数齿轮图像配准中存在特征点数量稀少、正确匹配率过低的问题,介绍了适用于小模数齿轮图像的配准流程;引入直方图均衡化改善图像对比度,丰富灰度色调,增晰图像暗部特征以提升特征点数量和正确匹配率;为了克服传统匹配对提纯算法中阈值设置不准确、参数调整困难及模型不唯一的缺点,结合两倍中误差准则提出全局自适应参数匹配点对提纯方法,保证提纯结果唯一性的同时,其自适应调整判别阈值的方法可避免人为误差进而保证结果的重复性。实验结果表明,利用介绍的方法对图像进行预处理可大幅度提升特征点数量与正确匹配率,取提纯所得平移量的平均值作为配准结果,其正确度和精密度均优于传统算法,针对轮廓光条件下的小模数齿轮图像,配准精度优于0.083 pixel,对于小模数齿轮视觉测量具有实际应用价值。

河流混合带污染物质二维浓度分布的计算

本文根据河流混合带污染物质的输运、变化过程,应用有限容积法求解二维动态水质方程,给出了潮汐河流废水岸边排放及江中排放情况下挥发酚二维浓度分布的算例.计算结果与实测结果吻合较好.与有限差分法相比,有限容积法具有物理意义明确、算法简单等优点.该法对进一步研究河流污染带的分布有一定的参考价值.

模糊控制器在即热式热水器中的应用

针对水温调节时间长、波动大等问题,将模糊控制技术运用到即热式热水器水温控制系统中,对模糊控制系统的构成、原理进行了介绍,并对即热式热水器的管道流体的加热过程进行了建模,重点阐述了模糊控制算法的设计过程,并结合MATLAB对整个控制系统的仿真,验证了模糊控制器的控制结果.

ADC参数对光栅莫尔信号细分影响研究

莫尔信号细分是光栅传感器应用的必要环节,幅值分割法是实现莫尔信号细分的重要手段。为减小信号质量对细分结果造成的影响,误差补偿成为细分实现过程中必不可少的单元。本文针对数字式幅值细分方法开展研究,针对ADC参数对光栅莫尔信号误差补偿和细分效果的影响进行分析,建立ADC参数与莫尔信号直流补偿、幅值补偿和细分倍数之间的量化模型,设计并开展了直流和幅值补偿效果实验。研究结果表明:不同位宽的ADC对莫尔信号误差补偿和细分效果的影响不同,在本文模型的基础上,ADC位宽应提高1 bit^2 bit。研究成果对于莫尔信号数字式幅值分割细分系统的工程实现具有一定的指导意义和参考价值。

长江下游环境水力学特征与排污总量控制

本文以最能代表长江下游水流特征的镇江市区段为例，从环境水力学角度分析不同江段的水质污染，以及如何根据水流条件进行区域水污染物排放总量控制，在促进沿江经济发展的同时，改善区域水体污染，保护长江的水资源．

江苏省水污染的危害及其原因分析

论述了江苏省水污染事故及水环境污染对渔业生产、饮用水源、农牧业生产、工业生产的影响及造成的经济损失；指出河网地区水流滞缓流向不定，感潮河段水流往复运动是造成江苏省水体污染加剧的环境水力学因素，入境河流携带大量废水。

长江和畅洲段的河床演变和水体的环境容量

长江和畅洲段河床演变造成南汊分流比逐年下降．本文对不同分流比情况下的污染带分布和断面平均浓度进行了计算，其结果表明：随着分流比的下降，南汊水体的环境容量减少，水质污染加剧．从水体环境保护方面定量论证该江段河道整治工程的重要性．

气体静压导轨气膜振动的数值模拟

气体润滑气膜振动现象对超精密加工与测量的精度有重要影响,为了研究气膜振动的成因,本文应用了k-ε湍流模型,对双节流孔的气膜流场压力的振动进行了数值分析.气膜厚度、气膜入口流场条件和双节流孔的间距分别单独调整以分析其对气膜振动的影响.分析结果显示:气膜参数决定了流场的特性,气膜厚度减小将会增大导轨的承载能力;周期性的气膜入口流速将增大气膜的振动;双节流孔的间距增大也会大大增加振动.

测控技术与仪器专业传感器系列课程的研究与实践

针对目前测控技术与仪器专业教学中发现的课程设置、内容选择和课程实施评价方面的一些不足,从理论教学、专业内容、实验设置和教学考核等方面对系列课程的建设进行了改进和提高。

水体复氧理论和复氧系数的研究

研究水体大气复氧规律对水源保护有重要意义,然而选用什么样的复氧模型在工程实践中往往是比较困难的。本文系统总结了关于水体复氧机理、复氧模型、各种复氧系数公式以及它们的演化过程。进而对这些理论和模型进行分析、比较和评述,指出它们的长处和不足,联系和区别。文中还将实测值与部分复氧系数公式的计算进行比较.同时介绍了大气复氧规律示踪剂研究的新方法和有关的经验公式。

测控技术与仪器专业传感器系列课程设计实验环节探讨

传感器系列课程是测控技术与仪器专业的重要课程,课程设计实验环节在其中起到了举足轻重的作用。根据专业的特点和要求,分别就设计实验环节的必要性、要求和模式、以及内容进行了探讨。

位移台定位误差的二元函数分段插值快速补偿

以一维位移台为对象,将误差划分为与位置和位移速度相关的函数,在分析现有的一元、二元函数插值补偿方法的基础上,对一次函数分段插值补偿方法加以优化,建立了快速的二元函数补偿方法。实验数据显示,优化后的补偿方法同时补偿了位移平台的位置、速度相关的误差,补偿精度优于一元函数补偿方法,在保证补偿效果与传统二元函数方法相同的情况下,减小了1/3的补偿过程运算量。

外差干涉定位系统中的锁相跟踪方法

以外差干涉定位系统为研究对象,提出一种基于锁相跟踪的定位方法,简化了传统定位系统结构;就整个定位系统的工作过程及原理进行了说明,证明了锁相跟踪方法的可行性;讨论了系统工作过程中的核心功能环节的实现方法,分别对高频信号的发生、移相脉冲抑制以及鉴相过程进行详细说明。本文就鉴相电路功能和干涉锁相跟踪定位系统的输出进行了测试实验,实验结果证明高频鉴相电路输出准确度达到0.07o,锁相跟踪系统定位输出的合成不确定度为10.1 nm。

滑片自动分选仪设计与测量数据分析

本文针对压缩机生产的实际要求,对其关键零件滑片的几何精度自动测量技术进行了研究。阐述了采用模块化设计原理,通过应用现代气动元件、高精度差动电感传感器、PLC等手段组成自动分选仪。通过使用BP神经网络的方法对测试过程中的动态实验数据加以分析,实现了对滑片几何参数的快速、高精度检测,分选仪总的测量不确定度达到了0.806μm。