机器人技术基础一流本科课程建设的探索与实践

机器人技术基础课程在机器人工程和自动化等本科专业的课程体系中处于核心地位。文章以江苏省首批一流本科课程机器人技术基础为例,从课程内容、教学方法、实践教学、课程思政等四个方面论述该课程建设的探索与实践,以期为机器人工程等相关专业的课程建设和高校教学改革提供有益借鉴和参考。

基于单长周期光纤光栅光谱特性的温度和应变同时区分测量

根据长周期光纤光栅具有多个不同损耗峰的光谱特性提出了一种使用单个LPG对温度和应变两参数进行同时区分测量的新方案。实验选用了具有不同温度和应变传感灵敏度的第一和第四损耗峰,通过观测其相应的光谱图,得到因测量参数变化而导致的谐振波长的偏移。根据相应的参数求解矩阵方程,当被测量变化较小时,通过计算可知,交叉敏感对参数的测量基本上不产生影响;而当被测量变化较大时,可通过适当补偿消除交叉敏感而带来的偏差。实验测得的温度和应变误差分别是±0.92℃和±22με,该方案能较好地解决测量中存在的应变和温度之间的交叉敏感问题,有效地提高了系统的测量精度。实验结果表明,利用长周期光纤光栅的不同损耗峰同时测量温度和应变的方法是切实可行的,且实验系统体积小,成本较低,简单实用,具有较好的应用前景。

SPWM逆变电源的单极性控制方式实现

对单相全桥电压型SPWM逆变器的两种单极性控制方式进行了研究 ,并将其中一种方式应用于控制一个单相全桥式电压型SPWM逆变电源。

基于光纤智能夹层和模糊RBF神经网络的飞行器载荷识别

为了更好地保障航空飞行器的安全,提高飞行器的可靠性,提出了一种通过性能参数稳定的光纤智能夹层采集数据,并且结合模糊RBF神经网络对机翼盒段载荷进行识别实验的方法。该方法融合了模糊理论和神经网络各自的优点,通过改进的模糊C均值聚类(FCM)聚类算法删除冗余的规则以进行规则的优化,能自适应地从学习样本数据中提取相应信息,实时地进行载荷辨识。从仿真结果可以看出:该网络模型具有学习时间较短、学习速率较快和精度较高等优点。

基于级联长周期光纤光栅的溶液折射率与浓度的测量研究

级联长周期光纤光栅的谐振峰对外界折射率较敏感，利用该特性制成的折射率传感器可以实现对溶液折射率和浓度的实时在线测量。通过对不同折射率的NaCl溶液和蔗糖溶液的实验研究，得出溶液折射率、浓度与谐振峰之间的关系。实验结果表明：LPGP较为灵敏的外界折射率范围为1～1．4513，在此范围内，随着外界折射率的增加，透射谱干涉峰的幅值逐渐减小而谐振波长逐渐向短波方向漂移。该传感器可应用于生物、化学、过程控制等高灵敏度传感领域的各种溶液进行监控，具有较高的实用价值。

基于重复控制技术的逆变电源研究

将重复控制技术应用于单相全桥逆变电源,构成了一种低成本、高性能的波形控制系统。介绍了该重复控制系统的设计方法,分析了系统的稳定性。实验表明,采用重复控制技术使系统具有良好的稳态特性。

基于重复-模糊控制的逆变电源控制系统研究

提出了一种重复-模糊复合控制方案。通过改进的重复控制器逐周期地修正输出电压,以改善逆变器的稳态特性,利用模糊控制器提高逆变器的动态性能和鲁棒性,实现优势互补,使系统获得良好的稳、动态性能。该复合控制方案通过DSP实现,可以更好地满足逆变电源的控制要求,具有良好的工程应用前景。

HPWM控制的变压变频电源

分析了一种基于混合脉宽调制(HPWM)控制的变压变频(VVVF)电源的滤波参数的确定。仿真得出输出电压幅值、THD和电感、电容的关系,确定了滤波参数。通过实验验证了方案的可行性和滤波参数的合理性。

一种用于逆变电源的新型重复控制器设计

针对重复控制器设计复杂,参数难设置的缺点,提出了一种全新的重复控制器设计思路。用零阶有限脉冲响应(Finite Impulse Response,简称FIR)数字低通滤波器来代替传统的重复控制补偿器,借助于数字信号处理(DSP)的理论和工具直接得到所需的控制器参数,从而设计出性能优良的控制器。新方法具有设计简便,参数精度高的优点。仿真和实验结果表明,该设计方法应用于逆变电源是可行的,它能有效地消除各次谐波干扰,获得较理想的电压、电流波形,具有明显的优势。

基于单片机的光伏发电自动跟踪系统设计

随着社会的进步发展,可再生资源的日益减少,加速开发利用以太阳能为主体的可再生能源己成为人们的共识。光伏发电自动跟踪装置是一种提高太阳能利用率、减少光伏发电成本的有效途径。提出了一种利用简单光敏元件和单片机控制的设计方案。

基于DSP的SPWM变频电源数字控制

介绍了基于DSP的变频电源数字控制系统.详细讨论了利用DSP TMS320LF2407产生频率幅值可按需要改变的SPWM波的程序设计策略和算法。实验效果很好,满足了变频器在线调试的要求。

正弦脉宽调制技术在逆变器中的研究与应用

分析了应用于逆变电源的三种正弦脉宽调制技术,比较它们的输出电压频谱及开关损耗。最后选择了HPWM控制方式应用于一个实验样机,并给出实验结果。

基于长周期光纤光栅对超声波检测的研究

提出了用长周期光纤光栅(LPG)来实现对超声波的检测,分别研究了改变超声波的电压幅度、频率和持续时间对长周期光纤光栅谐振波长和谐振幅值的影响。实验结果表明,超声波的电压幅度和光纤光栅的谐振波长与超声波幅度成线性关系,超声波的频率和持续时间对谐振波长的影响非常小,因此,通过观察长周期光纤光栅谐振波长的移位可得到相应的超声场的参数。长周期光纤光栅传感器作为探测超声波的一项新型技术,具有可行性和一定的研究价值。

基于matlab的光纤通信课程设计的组建与实现

光纤通信是通信工程专业的一门重要的专业课。采用matlab技术的课程设计,可以使学生对光纤通信的基本原理、体系结构和实现方法有更直观的感受和实际的经验,可以进一步培养学生发散思维的能力、增强对光纤通信系统的整体概念,提高学生对matlab技术的应用能力。

航拍图像中绝缘子串的轮廓提取和故障检测

针对绝缘子爆裂和缺失将导致整个输电线路绝缘能力下降的常见故障,提出一种通过计算绝缘子数目实现故障检测的算法.输电线路绝缘子串中绝缘子数目相对固定,通过计算绝缘子的数目,进而达到故障检测的目的,可应用于航拍直升机智能巡检系统中.利用Otsu算法与形态学滤波对图像进行预处理;提出免疫遗传Snake算法优化绝缘子串凹陷区域边界,得到较为完整的绝缘子串轮廓;用椭圆拟合和连通区域方法计算出绝缘子的数目.该算法能够有效地提取绝缘子轮廓并计算出绝缘子数目,为进一步实现精准、稳定检测绝缘子缺失和爆裂等故障奠定了良好的预研基础.

光纤复合材料结构低速冲击判位研究

复合材料智能结构容易产生从表面无法探测到的低速冲击损伤。试验利用光纤复合材料结构中布拉格光纤光栅传感器受到低速冲击后中心波长随应力变化这一特性,在恒温下用布拉格光栅对复合材料智能结构受到的低速冲击位置给出判别。通过计算冲击待测数字采样信号与所有冲击模板数字采样信号的Hausdorff距离,给出两者的相似度,利用相似度判别复合材料结构低速冲击位置。试验表明布拉格光纤光栅传感器可以监测复合材料冲击信号,能够对复合材料结构低速冲击进行判位研究。

基于ICCD的高压电晕放电紫外光谱检测

对高压电器局部自持放电的光强谱系的强度分布进行了分析,建立了高压电晕放电紫外光谱特征谱线下光强与探测距离的关系,并采用紫外光谱功率法对高压电气设备的电晕放电进行了实验研究。实验系统包括针极放电装置及ICCD探测器,通过光纤传输对日盲区紫外光谱进行探测。试验中调整光纤探头位置,分别改变光纤探头垂直距离和光纤探头距中心点左右偏移距离,采集相应的紫外光谱,并对波长为262.773 nm、265.456 nm和274.435 nm处的光谱强度与偏移位置之间的关系进行数据拟合,拟合后的指数函数形式与理论分析相吻合。对采集的紫外光谱数据采用Burg递推算法进行功率谱估计,发现大约350 Hz的功率谱密度可作为特征参量,表明了对电晕放电点识别的可行性。

基于光纤光栅传感器的复合材料层合板冲击能量研究

复合材料结构较容易产生结构表面无法探测到的低速冲击损伤。试验利用光纤复合材料结构中布拉格光纤光栅传感器受到低速冲击后光栅中心波长随应力变化这一特性,在恒温下用布拉格光纤光栅传感器对复合材料智能结构受到的低速冲击能量给出判别,并对通过光纤光栅解调仪采集下来的低速冲击信号进行频谱分析。在计算冲击信号所有能量等级的频谱峰值后,给出可以界定能量等级的频谱峰值临界值,利用其来判别低速冲击能量等级。试验表明布拉格光纤光栅传感器可以监测复合材料受到冲击的信号,能够对复合材料结构低速冲击进行能量等级判断研究。

基于DSP的SPWM变频变压电源的研究

介绍了基于DSP的变频变压电源系统。在比较两种SPWM控制方式的基础上,提出两桥臂对称工作的HPWM控制方式。简述了实现控制信号的思想,详述了HPWM的产生原理、基准正弦信号产生方式、PI调节的数字化过程。最后给出原理样机的实验波形。

光纤复合材料结构低速冲击判位研究

复合材料智能结构容易产生从表面无法探测到的低速冲击损伤。试验利用光纤复合材料结构中布拉格光纤光栅传感器受到低速冲击后中心波长随应力变化这一特性,在恒温下用布拉格光栅对复合材料智能结构受到的低速冲击位置给出判别。通过计算冲击待测数字采样信号与所有冲击模板数字采样信号的Hausdorff距离,给出两者的相似度,利用相似度判别复合材料结构低速冲击位置。试验表明布拉格光纤光栅传感器可以监测复合材料冲击信号,能够对复合材料结构低速冲击进行判位研究。