光纤应变传感器在大型可展开天线中的应用研究

随着外界应力的变化,光纤应变传感器中干涉光发生相应移动。利用此特性,通过对干涉光光程移动量(Δs)的解调,就可以测出应变的大小。实验结果与理论分析证明,该测试系统具有结构简单、测量范围大、稳定性好、灵敏度和信噪比高等特点,其测试精度达0.1με。可满足大型可展开天线在轨应变实时监测的要求,为大型可展开天线的应变监测提供了新方法。

一种新型MEMS加速度传感器的研制

针对传统机械类传感器体积比较大、耗电量高、长期监测稳定性差的不足,研发出一种新颖的基于MEMS(微机械加工)技术的无线传感器。分析了加速度传感器的检测原理,设计了信号检测模块、微控制器模块及无线收发模块等硬件集成电路,并进行了软件实现。设计实验系统对所研发的加速度传感器动态特性进行了研究,实验结果表明:该传感器在不同的加速度输入输出反复实验中,具有良好的线性响应,线性拟合度在0.999%F.S以上,重复稳定性好,动态响应快,适用于结构的低频振动测试。

白光干涉型F-P光纤传感器结构参数研究

在腔长的允许变化范围内,根据被测结构所承受的最大正负应变确定出白光干涉型F-P光纤传感器的初始腔长,又根据灵敏度和初始腔长与标距的关系,分别确定出温度和应变传感器的标距,并根据标距、灵敏度、测试量程三者之间的关系,得出结论:标距越大则灵敏度越高,测试量程越小,反之亦然。为了验证理论分析结果,采用标距分别为6mm、8mm、10mm的应变传感器进行实验,实验结果和理论分析基本吻合。

基于PLC控制的翻转装配机器人的设计与研究

针对传统的车架装配翻转机往往只是通过千斤顶等简单的锁链捆绑进行作业,导致安全系数低及费时耗力的不足,设计一种新型任意角度大小可控的翻转装配机器人。依据所装配车架大小各异的特点设计该装备的可调整大小夹取机构,并采用PLC控制模块对红外传感器及无线收发模块进行控制系统设计。对所设计的翻转装配机器人进行实验研究,结果表明,该翻转机器人可以完成对大小不同车架的抓取、抬升和旋转等任意角度可控的装配工作,实现更高效、更安全、更方便的装配工作任务。

F-P光纤传感器的温度与应变传感特性研究

介绍了F P光纤传感器的基本原理及优点,并据此研制出F P光纤传感器。对所研制的F P光纤传感器的温度特性及应变特性进行了理论分析和对比试验研究。结果表明:试验结果和理论分析基本吻合,F P光纤传感器对温度具有天然的稳定性,对应变具有良好的线性度和灵敏度。因此,可处理单一信号,从而避免了多个信号的交叉敏感问题.

基于智能结构的空间大型可展开天线H_∞振动控制

将智能结构应用到大型可展开天线的“在轨”振动控制中,使得结构紧凑,重量轻,控制效果好,并将H∞控制理论应用于控制系统的设计,采用平衡降阶处理方法设计控制器。算例仿真结果表明:所设计的大型可展开天线“在轨”振动控制智能结构系统具有良好的鲁棒性能,并能有效地抑制外界的干扰。这为大型可展开天线的在轨振动控制系统的设计提供了依据。

一种结构安全监测及远程数据采集系统的设计

提出一种基于TMS320LF2407和以太网的结构安全监测及远程数据采集系统,分析了系统的整体方案,对系统硬件设计进行了详尽的介绍,并就A/D转换及网络通信软件设计时应注意的关键问题进行了探讨,本系统解决了数据采集卡与以太网接口并进行远程数据传送问题,通过在Labview平台下对数据进行实时显示、查询、分析等功能,有利于寻找大型结构振动-安全规律,为测控系统向网络化发展指明了方向。可用于桥梁、大坝等大型结构的健康监测。

光纤法珀应变传感器中传感头对中度对信噪比的影响

分析光纤法珀应变传感器在工程应用中受到剪切应变时传感头发生相对错位对信噪比的影响,由于相对错位使得传光有效功率发生改变,进而影响到信噪比的变化,利用经典电磁场理论,建立其数学分析模型,计算机数值模拟结果表明,对中度越高,信噪比越高,当对中度接近0.1时,信噪比将趋于平稳,此时传感器将失效.

《单片机原理及应用》教学改革研究

《单片机原理及应用》课程内容抽象、复杂,学生难于理解接受,提出对该课程进行教学改革。从改进教学方法、加强实践环节和改革考核方式三方面入手,夯实学生的理论基础知识,培养学生的学习兴趣,建立学生的自信,提高学生的动手能力和自学能力,有效提高教学效果。

基于白光干涉的应变式F-P光纤传感器的研究

对基于白光干涉理论的F-P光纤传感器的主要结构参数和测试理论进行了分析,并对F-P光纤传感器进行了性能测试。从理论和实验两方面证明F-P光纤传感器粘贴到简支实验梁上具有较好的传感性能,对于桥梁等关键受力构件的监测具有一定的研究价值,同时具有一定的应用前景。

一种新型仿生牛魔王机器人的设计与研究

针对高低不平复杂路面普通车辆难以跨越的情况,设计研发了一种新型牛魔王仿生机器人。对构成该机器人的机械结构和控制系统进行了研发设计。并对设计好的机器人采用Solidworks软件进行模拟仿真测试。仿真结果表明,所设计的牛魔王机器人实现了稳定步行,步行速度快,步行速度可达50 cm/s;并实现了稳定快速转弯,转弯速度约为45 cm/s,运行灵活,机动性强。将设计仿真测试良好的机器人采用优质材料加工组装调试出来,应用于2019的全国大学生机器人比赛中,该机器人可以迅速攀爬40 cm高的台阶,比赛测试效果良好,取得了优异成绩。

一种基于Solidworks的河流水流流量流速的监测装置的研究

针对河流水量水速监测设备中测载装置在外力作用下左右晃动导致测试不准确的问题,改进设计方法。基于Solidworks的三维虚拟现实设计替代了原来的二维CAD设计。将传感器固定装置、船体固定装置进行一体化三维虚拟现实设计及滚塑一次性成形加工生产模式,设计并加工生产了一套测载相互独立的河流水速水量监测装置。该装置经Solidworks模拟测试,可以实现传感器在外力作用下始终保持在同一垂线上,可以保证所监测的水速水量数值准确。并采用该装置在某河流中进行长期实时监测,所测得的水速、水量及流量正确,且长期应用过程中,传感器与测载装置未挂垃圾。该装置测试数据准确可靠、简单易拆卸、性价比高、易批量化产量化生产并广泛应用。

基于“产学研用”四位一体的工程应用型人才能力及素质培养的研究

提出培养工程应用型人才的"产学研用"四位一体的教学新理念,构建了以企业新技术、新产品、新工艺为导向及以教学为核心、以应用型科研项目为教育教学载体的教学模式新框架。探索了以"中电13所+教学+应用型科研项目"的教学模式,对所涉及到的《单片机原理及应用》和《检测与传感器技术》两门课程进行了集成化课程设置,构建"611"的项目式教学,并将此研究探索性的应用于机电系机电一体化专业及楼宇智能化控制专业的教学中,收到良好的教学效果。为工程应用型人才的培养提供可借鉴的经验。

MEMS微电容式传感器的传感特性研究

针对传统的传感器无法进行长期健康监测的不足,研发出一套新型的基于MEMS的硅微电容式传感器。对所研制的MEMS传感器的静态传感特性和动态特性进行了理论分析和对比实验研究。结果表明:MEMS硅微电容式传感器在反复加卸载实验中,线性拟和度均在0.999%F.S以上,灵敏度系数为6.9840με/kN,其重复性误差为1.43%F.S;其动态传感特性与传统的加速度计吻合的很好。

基于可控度指标的悬索结构传感器/作动器位置优化研究

提出一种大跨悬索结构振动主动控制中传感器/作动器位置优化方法。该方法从外部激励和作动力两个角度分析,以加权乘积形式将单位外激励响应、应变能和单位作动力响应三者结合,得到每一个候选单元总可控度指标,该指标最大值处即为传感器/作动器最佳配制位置。采用所提出理论对悬索结构振动主动控制传感器/作动器位置进行推导,并通过H∞闭环控制理论对所设计最佳位置和一般位置处进行控制仿真分析。结果表明:在单位外激励作用下,一般位置和最佳位置处进行主动控制所需时间分别为4.3s和1.8s,证明了本文位置优化理论的正确性。

光纤传感器实现天线调整索应变测试的研究

分析了光纤珐珀应变传感器在传感过程中所受到的外界应力引起的应变与传感器自身的结构参数(腔长和标距)以及由于腔长的变化导致导波光程改变量之间的函数关系,在结构参数一定(原始腔长和标距)的情况下,通过监测导波光程的改变量即可得知基体的应变。在此理论分析的基础上,将光纤珐珀应变传感器应用于大型可展开天线纵向调整索的应变测试中,并采用电阻应变片(其很难应用到条件非常恶劣的太空环境中)试验进行对比,结果表明,二者的监测数据基本吻合。从而表明,给出的函数关系正确,为太空应变测量提供了新的方法。

基于改进变异蚁群算法神经网络的空间大型可展开天线动态响应辨识

针对空间大型可展开天线柔性大、展开过程中弹性变形与刚体运动相互耦合、机构运动参数时变的特点,提出了基于改进变异蚁群算法神经网络的辨识模型用于可展开天线动态响应辨识的方法。该方法采用改进变异蚁群算法优化神经网络权值,将变异机制引入蚁群算法,解决了蚁群算法收敛慢的缺点,对变异蚁群算法进行改进,提高了算法跳出局部最优的能力,进一步加快了收敛速度。仿真结果表明,该辨识模型兼具神经网络和蚁群算法的优点,不仅具有优异的非线性逼近能力,还具有高的运算效率。该辨识模型能够准确地辨识天线的动态响应,辨识的收敛速度快且精度高。

白光干涉型光纤应变传感器在砼结构中的应用研究

针对混凝土结构施工和长期安全监测的要求,研制出一种适用于混凝土结构长期健康监测的埋入式白光干涉型光纤应变传感器。将所研制的光纤应变传感器埋入到混凝土模型梁内部,进行了静载试验和疲劳试验。试验结果表明:所研制的埋入式白光干涉型光纤应变传感器具有良好的线性度、灵敏度。经过200万次的疲劳试验后传感器仍性能稳定,完全能够满足混凝土结构长期应变监测对传感器的性能要求。

通过创新教学模式、课程设置等方法优化交通工程专业人才培养

交通工程专业人才培养应该依据市场对人才的需求,学校本身的特色及其它情况综合定位。石家庄铁道大学交通工程专业依据近年来毕业生就业情况和发展趋势,从教育理念、教学模式、课程设置、教材建设和教学方法和手段等方面提出了符合实际情况的具体教育改革措施。预计这些措施实施后,将进一步提高人才培养的质量,优化就业结构。

突出优势特色创建交通工程品牌专业

交通工程是国民经济的基础产业,是社会发展的桥梁和纽带。石家庄铁道大学是一所专业特色鲜明的学校,交通是其主要学科。交通工程专业更是依托其特有的历史及资源优势,在多年办学的经历中,形成了"以轨道交通为特色,以铁路、公路以及城市交通为主体服务对象,融交通设施规划、设计、建设、运营管理为一体,工管并重、铁公并举"的人才培养体系,并从而形成自己的办学特色。