低温度敏感度谐振式压力传感器设计与仿真

为降低材料杨氏模量温度漂移和热应力对谐振式压力传感器温度漂移的影响,该文设计了一种基于Si-SiO 2复合H形谐振梁和双谐振器结构的低温度敏感度谐振压力传感器。通过有限元仿真软件COMSOL对传感器进行仿真验证。结果表明,在0~350 kPa内传感器灵敏度可达21.146 Hz/kPa,-50~125℃内零点温度漂移低至0.2 Hz/℃。与全硅结构相比,灵敏度温度漂移由339×10^(-6)/℃降低至14.1×10^(-6)/℃,可适应工作温度范围较高的环境。

交流电力与信息数据双向同传的低压交流输电系统分析

随着电力电子技术与通讯技术的不断发展,采用同一电力电缆或信号电缆进行电力与信号同时传输也是构建新型电力系统的一个重要部分。本文提出了一种交流电力与信息数据双向同传的低压交流输电系统,一端负责调制数据信号作用在逆变器,另一端负责调制解调数据信号,这是一种与数据线供电和电力线载波通讯不同的信电同传方式。在分析该系统结构和工作原理的基础上,进行了仿真分析验证,结果表明该系统能够支持交流电力与信息数据的双向同传,适合较低功率低压交流功率传输的应用场合。

硅基MEMS梁-复合膜-岛压阻式压力传感器设计研究

针对微机电系统(MEMS)压力传感器灵敏度与非线性度难以兼顾的问题,提出了一种梁-复合膜-岛压力传感结构,运用有限元仿真软件优化整体结构尺寸以得到最大纵横应力差、挠度,并设计压阻条压敏电阻掺杂类型、掺杂浓度、结构尺寸及分布位置。将梁-复合膜-岛结构与传统结构的输出进行仿真对比,由仿真结果可知,梁-复合膜-岛结构在0~60 kPa压力范围内灵敏度较相关结构提升7%以上,较E型结构提升2倍,非线性度为0.029%FSS,满足MEMS微压压力传感器的高灵敏度、高线性度等要求,可支撑医疗领域相关应用研究。

全攀西钒钛磁铁矿冶炼废渣骨料高性能混凝土试验研究

冶炼废渣是钒钛磁铁矿冶炼生铁的固体废弃物,作为混凝土骨料已广泛应用于攀西地区,然而,鲜少被用作高强、高耐久混凝土骨料。因此,以全冶炼废渣骨料制备高性能混凝土,并对该混凝土的强度和耐久性能进行系统研究。试验结果表明:所设计的混凝土配合比满足C60混凝土和高性能混凝土要求,为其在高性能混凝土中的应用提供技术支撑。

自适应神经模糊推理系统在汽车发动机转速预测中的应用

研究发动机转速对于提升汽车性能具有重要的理论意义与实用价值。本文针对汽车发动转速的测试领域提出了一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS,Adaptive neural-network-based fuzzy inference system)的发动机转速预测方法,构建了以加速踏板位置与发动机节气门位置作为输入,发动机转速作为输出的二输入一输出ANFIS网络。并通过针对CAN总线实时采集的实验数据作为网络训练样本,在Matlab平台上对于不同隶属度函数数量的ANFIS网络进行性能对比。仿真结果表明,当ANFIS隶属度函数数量为5时,本系统能够实现较优的测试效果,且训练时间较短。

微波加热均匀性评价模型研究

为研究微波加热中物料受热非均匀现象,分析了微波加热谐振腔内物料温度的分布特性,并建立基于最大熵和谱聚类算法的均匀性评价模型（SEU模型）.谐振腔模型长度为446 mm,宽度为400 mm,高度为297 mm.仿真实验分析得到：SEU模型指标越小表征物料受热的均匀性越好;腔体温度值分布在305 ～320 K范围时,物料温度分布均匀性较好;当改变外部因素（如物料位置）,质心坐标为（312.2,100）时,总评价指标（JSEU=0.035 82）最小,此时物料受热均匀性最好,物料位置局部最优.最后,通过微波加热实验数据验证了SEU模型的有效性以及局部最优加热位置的正确性.

基于乘客多运动行为的公交客流计数判定方法

针对基于单目视觉的公交乘客人数统计判定方法不稳定、计数结果不准确的现状,结合公交车门附近乘客运动行为的复杂性和多样性,以及乘客运动行为对计数判定方法的干扰,给出一种基于乘客多运动行为分析的计数判定方法。采用轨迹聚类的方式对乘客运动行为进行分析,结合轨迹的空间特征和方向特征计算轨迹距离,并使用层次聚类方法进行聚类。分析聚类结果中每一类别所对应乘客类的运动行为,讨论各乘客类的运动行为对常用计数判定准则的影响,由此提出一种改进的公交车客流计数判定方法。利用采集的乘客上下公交车视频图像进行实验,结果表明,该方法能获得较高的统计精度和较好的稳定性。

带有拥挤程度指示的图形化公交站牌设计

针对当前智能公交系统中电子站牌缺少车内拥挤程度显示的问题,设计全新的图形化公交站牌,提出一种基于超声波技术的拥挤程度检测方法。结合超声波测距、全球定位系统和通用分组无线服务技术改进传统车载终端,通过超声波测距确定各个超声波传感器下是否有乘客站立,对检测到乘客站立的传感器数量进行统计,以此推断车内的拥挤程度。设计开发图形化公交站牌,实现拥挤程度实时检测、行车路线实时标注和到站距离预测等功能。实验数据表明,该系统可靠性高,能准确反映车内拥挤程度,直观显示车辆位置,准确预测到站距离,满足智能公交系统的要求。

一种智能型摩托车控制器的设计与实现

为达到节能减排目的,提高摩托车发动机的燃油利用率,增强摩托车的防盗能力,设计了一种由数字点火器、远程数据收发模块与被动无钥门禁模块等组成的智能型摩托车控制器。对摩托车最佳点火时间、最佳点火提前角与发动机转速精确匹配方法进行研究,通过数字点火器来对点火提前角进行精确控制,达到发动机最大功率与最小油耗的最佳配比,有效地降低摩托车油耗,减少氮氧化物排量。采用被动无钥门禁模块来对摩托车使用者的身份进行校验,利用GPS技术对摩托车进行远程定位,通过中文名称搜索算法获得当前中文位置,多种位置查询方法使用户对摩托车的监控与管理更加灵活。测试结果表明,摩托车的定位精度高,监控效果稳定,实时性强,防盗装置有效。

微波加热过程中的一种系统辨识建模方法

微波加热技术广泛的应用于生物、化学等各个工业领域。本文首先阐述了基于最小二乘法的系统辨识方法理论;其次针对微波感应加热过程数据,利用Matlab系统辨识工具箱进行离线数据系统辨识,建立了微波感应加热系统的一阶滞后和二阶滞后系统模型,通过仿真对比,二阶滞后模型同原始数据的相关性优于一阶滞后系统,为微波加热过程温度控制方法的设计奠定了基础。

基于锤状沟槽型石英音叉的CO光声探测技术

针对传统商用标准石英音叉(QTF)具有振臂间距小和共振频率高等不足,该文面向气体检测领域的需求设计并制备了一款新型锤状沟槽型QTF,大气压下其共振频率为9.36 kHz,品质因数高达15000。该QTF的振臂间距为1 mm,使发散角较大的中红外光束能够无阻碍地通过振臂中心。此外,该QTF振臂顶部设有锤状结构,振臂表面刻蚀有沟槽,能提升压电耦合效率,从而增强光声信号。结合石英增强光声光谱(QEPAS)技术开发了基于该新型音叉的高灵敏CO气体传感系统。测试结果表明,CO气体传感系统的最小检测限低至7×10^(-9),归一化噪声等效吸收系数达到8.7×10^(-9)cm^(-1)·W/√Hz。通过对大气CO的连续实时监测,验证了该传感系统的有效性和可靠性。

拔河PK赛

“嘀——”一声长哨，第一局比赛开始了!运动员们半蹲着、后倾着身子同时发力，手里的绳子在阳光的照耀下，就像一条金蟒来回游动着。他们鼓着腮帮子，涨红着脸，额头上像蚯蚓一样的青筋也暴露了出来，汗珠已顺着脸颊往下淌。他们顾不得手被磨得发烫、发疼，仍然用尽九牛二虎之力拔，一步又一步地后退。啦啦队员们洪亮又有力的“加油”声，好像是一股无形的力量注入每个运动员的体内，就连瘦小的季妮也咬紧牙关，憋足了劲，好像爆发了小宇宙一般，被她紧握的绳子一点点地往后移动着。一旁的徐涛和周朱锐就像正在施法的魔法师一样，做着一系列奇怪的动作，仿佛能控制着红结一点点移向我们班。

智能轮式机器人离散模糊自适应PID控制研究

智能轮式机器人广泛应用于现代社会。智能轮式机器人运动系统的实时、有效控制是智能轮式机器人执行任务的必要保障。建立了智能轮式机器人运动系统的动力学理论模型,并推导了对应的离散式运动系统的控制模型。针对运动系统数字控制的特点,提出了一种结合模糊推理的离散模糊自适应PID控制器,基于运动系统控制输出的误差等数据,通过模糊推理在线整理PID控制器参数。以智能轮式机器人控制模型为被控对象,对于离散模糊自适应PID控制器和常规PID控制器进行了仿真实验,实验结果表明离散模糊自适应PID控制器在智能轮式机器人运动系统的控制中具有更佳的控制性能。

压电超声共振式风传感器风场闭环解算策略研究

为了能够在复杂环境下实现风速风向的高精度和高稳定性测量,在基于声学共振原理的风传感器系统的基础上,采用闭环控制扫描技术改进了系统的性能指标。采用声学共振的方式,同时对换能器产生的信号进行频率调制和强度调制,实现对超声换能器的线型扫描。频率调制解决了在不同压力、温度等环境因素影响下导致的共振频移的问题,强度调制解决了换能器性能随时间衰减问题,极大地提高了信噪比。实验结果表明,采用闭环控制的方法可以准确测量风速风向。风速测量范围0~50 m/s,风速测量精度为±0.5 m/s(≤15m/s)/±5%(>15 m/s且<35 m/s)/±9%(>35 m/s)。改进后的系统在复杂环境下受环境变化影响小、精度高、稳定性好、抗干扰能力强。

基于动态矩阵控制的自主移动机器人模型预测控制方法研究

自主移动机器人运动转向系统的精确控制是其实现直线运行、原地转向功能和完成自主巡航、自治搬运任务的重要基础。为实现对机器人运行转向系统的有效控制,通过分析自主移动机器人的运动转向系统的数学模型,构建出传递函数的表达形式,提出了一类基于动态矩阵控制(dynamic matrix control,DMC)的模型预测控制方法。此外,面向自主移动机器人的运动转向系统,利用Matlab平台开展了基于DMC的模型预测控制方法的仿真研究,仿真结果表明,在运动转向系统的控制过程中,基于DMC的预测控制方法同传统比例-积分-微分(proportion-integral-derivative,PID)控制器相比,在抑制超调、防止稳态误差等方面具有更强的控制性能;开展针对模型失配问题的仿真研究,进一步证明了该算法的鲁棒性和适应能力。同时,通过无障碍和有障碍两类情形下的机器人行走实验,验证了机器人运动系统的有效性。

面向核电状态监测用的压电加速度传感器设计

我国核电行业呈现规模庞大、发展迅速的特点,核电机组的状态监测系统对具有自主知识产权的耐高温耐辐射压电加速度传感器具有迫切需求。该文针对核电环境检测加速度信号的特点,提出并设计了一种抗辐射的压缩式压电加速度传感器,同时,介绍了传感器的工作原理,推导了其数学模型,并采用ANSYS有限元仿真平台对传感器结构进行优化设计。通过仿真实验探明了传感器结构参数与传感器输出性能的关联关系,仿真结果表明,压电陶瓷厚为0.8mm、质量块厚为3.5mm、螺杆直径为?1.8mm、中心通孔直径为?2mm和陶瓷外径为?4.4mm时,传感器输出电压起伏最优为±0.85%,输出电压幅值高于11mV,传感器灵敏度高且结构应力强度较低,为我国核电行业发展高性能核电机组状态监测系统奠定了基础。

面向核电冷却泵振动监测的压电加速度传感器应用研究

压水堆型核电机组的冷却剂泵振动状态监测是核电站检修的重要内容之一。该文针对我国某核电站冷却剂泵振动状态监测中对耐高温抗强辐射的加速度传感的需求,开展了压电加速度传感器在极限环境下的工作特性研究。实验结果表明,传感器的工作温度可达-55~480℃,抗辐照强度可达1×106Gy。通过振动台架实验验证了传感器的工作状态,结果表明传感器的输出振动信号与5g(g≈9.8 m/s2)、10g的标准振动信号输出结果一致;提出了满足核电现场应用要求的振动监测方案,并在我国某核电站冷却剂泵上进行了实际应用,实验结果满足核电站使用需求,为未来的批量应用奠定了技术基础。

基于纳米修饰导电高分子的电化学气体报警器

针对公共安全领域对甲基膦酸二甲酯(DMMP)等神经性毒剂模拟剂的高灵敏度检测的需求,该文提出了一种基于纳米修饰导电高分子电化学阻抗型气体传感方法,通过开展改性修饰导电高分子聚合物材料和平面叉指微电极研究,制备了电化学阻抗型气体传感器,并设计了传感器阵列化结构和报警器总体架构;研制出电化学阻抗型气体报警器,并开展了性能测试。实验结果表明,该电化学阻抗型气体报警器可对质量浓度低至1μg/L的DMMP进行有效检测,响应时间低至52 s。

高温压电式加速度传感器的温度响应测试评价

针对现有高温加速度传感器需要量化与同类进口产品的温度响应差距的开发需求,提出了一种高温加速度传感器的同步高温振动对比测试方法,并开发了专用测试系统,对比开展了某型号高温压电加速度传感器与同类进口产品的温变响应和高温稳定性测试评价。在23~400℃升温段内,该压电加速度传感器的灵敏度随着温度升高均呈现增大的基本趋势,最大灵敏度温度漂移量为6.17%,约为Kistler传感器的2.53倍;在高温稳定性方面,该压电加速度传感器的高温灵敏度稳定度均值约为Kistler传感器的2倍。

基于《中国药典》和《欧洲药典》的当归药材质量标准对比研究

目的优选当归欧盟注册的标准方法。方法对比《中国药典》2010年版一部和《欧洲药典》7.5增补版中当归质控的实验方法,对不相同的质控指标进行对比实验。结果两部药典方法均能有效控制当归质量,但部分方法有所差异。通过实验,我们认为欧洲药典针对当归的薄层色谱和阿魏酸定量测定方法更优,而《中国药典》针对当归的水分测定方法更优。结论根据两部药典方法的对比,结合两部药典的长处,制定我们自己的注册标准。