基于光电锁相环的高线性FMCW激光雷达频率调谐技术

搭建了可调谐半导体激光器扫频非线性校正系统,研究了锯齿波调制下半导体激光器的扫频非线性特性,将光电锁相环技术引入调频连续波光源系统中,提出在预失真校正电流基础上采用光电锁相环的方法来克服扫频非线性,以防止大范围扫频非线性频差导致的失锁现象。基于调频连续波激光测距实验,验证光频线性化的效果,并分析了扫频非线性对精确距离测量的影响。实验结果表明,经过非线性校正后,激光器输出光频与理想线性光频差的均方根误差缩小到23.7 MHz(减小为校正前的1/219),残余非线性仅余0.0339%,1-r2的数量级达到10-7,测距实验中得到的目标厚度误差在不同测量距离下在0.05 mm~0.15 mm之间变化,表明非线性校正取得了良好的效果。

电光信号检测的理论分析与实验方法

介绍移相扫描电光采样的基本原理，对电光信号检测理论进行分析，并给出实际测量方法和结果．

基于光子学处理技术的被动毫米波成像

提出了一种采用电光调制和光子学处理技术的被动毫米波扫描成像方法.该成像方法中辐射计通过电光调制将毫米波信号转换到光波频率,采用光子学滤波器和光电探测器进行信息获取和处理.阐述了毫米波辐射信号光子学处理的工作原理,研究了器件参数对信号转换的影响,分析了该处理方法中系统的噪声特性.依据上述原理设计了一个基于光子学技术的机械扫描式被动毫米波成像系统,获取了基于光子学技术的被动毫米波图像.研究结果表明,所提出的光子学被动毫米波成像方法可以获得类似传统毫米波辐射计成像的效果,并具有带宽高、抗电磁干扰等优点.

基于单片机的电子密码锁控制电路设计

设计以AT89S51单片机为核心器件,结合按键电路、LED数码管显示电路、存储电路、报警指示电路和开锁机构,利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口,及其控制的准确性通过软件程序来控制整个系统实现电子密码锁的基本功能。系统能实现密码的输入、清除、显示,限时输入完整密码,密码正确开锁,超时报警,超位报警,密码错误次数超次锁定键盘,系统设定初始密码和用户修改密码功能。系统功能实用,成本较低,具有一定的实用价值。

基于压电陶瓷与光纤电光调制器双通道伺服反馈的激光相位锁定实验研究

通过相干合束提高光纤激光源的输出功率是目前研究的一个热门领域,其中多束激光的相位控制是提高合束效率的关键技术之一.本文基于主动相位锁定技术对传统外差探测法进行了改进,基于压电陶瓷及光纤电光相位调制器双通道伺服反馈,实现了对同一激光源输出的两路相位独立变化的1531 nm激光长时间的相位锁定.通过选择合适的PID控制参数,将反馈带宽拓展到了220 k Hz(受限于PID控制器自身带宽).最终的相位锁定控制在0.88?以内,即相位控制精度为λ/400,经过160 s平均后可得到相位锁定的最佳值为0.006?,整体实验装置结构简单、运行稳定.

船舶气电立焊工艺与参数控制

随着我国船舶制造领域步伐的加快,大型分段焊接合拢工程也随之增加,厚板垂直焊缝采用EGW技术代替传统的人工焊接,在质量提高的同时,生产效率提高了十几倍。以图解形式介绍EGW工作原理、设备构造,阐述了在EGW焊接中衬垫形式、工艺参数、焊丝对接头质量的影响及控制。

抗干涉齿轮集机构的循环着色优化编码方法

抗干涉齿轮集(counter-meshing gears,CMG)机构是一种可用于微型或微小型机械组合锁的密码鉴别机构,其复合齿轮的齿牙编码是CMG机构设计的核心问题.文中结合两个典型算例,介绍了CMG机构循环着色优化编码方法的原理与应用步骤.该方法采用三色循环交替模式,对二维迷宫映射图中全部或主体部分的关键陷阱格点依序着色,实现关键陷阱格点的最小色数着色.这种编码方法适用于第1类和第2类CMG机构,优点是无需计算、简单易用,可获得最优编码,即密码齿轮的层数最少.虽然该方法不适用于第3类CMG机构,但第3类CMG机构并不常用,因此该方法具有重要的实用价值.

液体火箭发动机自锁定机电伺服机构

针对我国新一代运载火箭"长征八号"批量生产和"三平"敏捷发射的需求,提出了大推力液体火箭发动机自锁定机电伺服机构方案。采用自锁定模块,设计了紧凑的串联式模块化机电作动器结构和谐振抑制控制策略,并进行了试验研究。结果表明,该方案可满足长时间水平运输零位锁定需求,具备重力力矩下长时水平测试能力,可抑制液体发动机的低频谐振,适宜批量生产,为我国新一代中型运载火箭"长征八号"的研制工作提供技术支持。

掺Er光纤飞秒激光器中电光晶体对激光器参数的影响

由于受增益介质上能级寿命的影响,掺Er光纤光梳的梳齿线宽一般在百kHz量级.为了实现光梳梳齿线宽的压窄,一种有效的方法是在激光器中增加快速响应的电光晶体,使光纤光梳的伺服锁定带宽提高到百kHz以上,为光纤光梳的快速伺服锁定提供反馈机构.这其中,高品质的飞秒激光器是核心.基于此,本文主要研究了掺Er光纤飞秒激光器中电光晶体对激光器参数的影响.通过计算电光晶体的折射率、色散、相位延迟等参数,分析了电光晶体对激光器参数的影响,并在实验上获得了电光晶体电压对激光器重复频率和载波包络偏移频率的影响,进而通过电光晶体实现了对光纤光梳重复频率和载波包络偏移频率的锁定.通过锁定光纤飞秒激光器与窄线宽激光器的拍频信号,验证了电光晶体的引入使激光器的伺服锁定带宽提高到了236 kHz,为窄线宽飞秒光学频率梳的建立提供了技术基础.

基于能量调节的电动静液作动器设计与仿真

电动静液作动器是功率电传系统的执行机构,在作动器端把电能转化为局部液压能,兼具传统液压系统和直接电力驱动作动器的优点.相比阀控作动器,电动静液作动器的效率和可靠性获得提高,但是带宽和刚度受到限制,因此提出了一种基于能量调节的新型电动静液作动器.能量调节器根据不同的控制响应需求向系统提供附加流量.液压锁用于切换系统工作模式,保持液压缸的输出位置.基于能量调节器的数学方程分析,得出其容积优化原则,并对系统控制策略进行了专门的设计.仿真结果验证了系统响应速度和频宽的改善.

一体式电液复合制动系统制动力协调控制及试验

提出了一体式电液复合制动系统结构,研究了非紧急/紧急制动工况的制动力协调控制策略。分析了采用一体式主缸的制动系统结构原理,提出了制动力基本控制逻辑。研究了非紧急制动工况下的再生制动力和液压制动力的分配策略;分析了触发防抱死制动系统的两种情形,提出了电液复合制动到纯液压的防抱死制动协调控制策略。利用xPC target搭建了硬件在环仿真试验台架,对非紧急/紧急制动工况进行了试验。试验结果表明,所提出的一体式电液复合制动系统和制动力控制策略能够满足能量回收和与防抱死制动协调控制的需求。

井下双位自锁式电磁铁参数优化及性能分析

针对井下的恶劣工作环境,为了降低电磁阀能耗,提出了一种利用永磁体自锁的电磁阀。为了提高电磁阀在工作过程中的性能,利用Ansoft Maxwell软件建立电磁铁的分析模型,并对模型进行有限元分析。分别考虑电磁铁衔铁在不同位置、永磁体不同长度情况下,电磁铁的自锁性能和抗振动的能力。针对不同长度的线圈以及衔铁的不同位置,对电磁铁的换向能力进行有限元分析,得到合理的线圈长度。仿真结果分析表明,井下自锁式电磁铁增加永磁体的长度有助于衔铁抗振动能力的提高,但会削弱电磁铁的换向能力。综合考虑上述因素,结合电磁铁的实际尺寸,得到永磁体长度和线圈长度的优化设计参数分别为3mm和21mm。

弹光调制测晶体电光系数的数字锁相实现

在弹光调制测晶体电光系数系统中,对弹光调制器工作控制和调制信号数据处理进行了优化设计,并实现一种灵敏度高、测量快速、成本低和系统集成度高的晶体电光系数测量方案.针对弹光调制及调制信号的特点,采用现场可编程门阵列完成弹光调制器的工作控制和测量数据的提取.现场可编程门阵列提供弹光调制器工作电压信号,控制模数转换器的采样频率,同时产生正弦和余弦参考序列来提取直流项、一倍频项的同向分量和正交分量,并输入计算机中求解得出晶体电光系数.对铌酸锂样品进行了测试,实验结果表明系统重复度和灵敏度为0.0016×10^(-12) m/V,测量速率为1ms/数据点.较其他晶体电光系数测量方法,本文方法具有更高的测量灵敏度和更快的测量速率,为实现弹光调制测量晶体电光系数的智能系统奠定了基础.

直线液压增力电动缸的研究

本文介绍了利用电动机和液压伺服技术结合研制出一种新型增力传动元件。它集成NC电动机伺服技术和液压传动技术之优点,结合绿色环保植物液压油及节省能源等新概念,在工业生产中有着广泛用途。

一种用于电液防抱死制动系统的显式非线性模型预测控制器设计

为实现对车辆制动过程进行快速且稳定的控制,设计一种用于电液防抱死制动系统的显式非线性模型预测控制器。通过对电液防抱死制动系统进行分析,明确电液防抱死制动系统的工作过程。在考虑系统参数的基础上,设计显式非线性模型预测控制器。将显式非线性模型预测控制器融入到电液防抱死制动控制系统中,以计算调节扭矩。同时利用状态预测器和缓冲器补偿电液防抱死制动系统的死区时间,从而提高制动过程的效率及稳定性,解决电液防抱死制动系统的非线性最优控制问题。实验结果表明:与逻辑门限控制方法相比,该显式非线性模型预测控制器对车辆进行制动控制时,具有更好的实时性和稳定性。

液压支架电液控制系统闭锁功能实现方案的研究

针对综采工作面上部分现有液压支架电液控制系统闭锁控制功能可靠性低的问题,研究了一种基于RS485通信方式和Modbus通讯协议的闭锁功能控制方案。分析了煤矿井下的实际工况,确定了闭锁功能实现的总体方案,设计了闭锁信号采集电路、通信电路,给出了控制方案的软件实现流程,根据设计方案制作了控制系统实物。通过对实物的功能测试,验证了此闭锁控制方案的稳定性及可行性,该项目的推广使用可以有效降低了煤矿井下采煤作业的危险性。

电光调制通信的频谱测量

晶体电光调制的物理基础是电光效应.通常在测量半波电压的基础上,进而观测线性区音频调制信号的通信特性.尽管线性区域具有实际应用价值,但是非线性区的谐波调制频谱分析丰富了实验教学内容.通过对通用教学装置技术改进,结合使用锁相放大技术,实现了直流光电流、谐波调制通信的基频和倍频信号随偏压变化的全区域同步测量.实验结果直观准确地显示了电光效应半波电压和调制通信的最佳偏置电压.由此可见,层次化测量技术配置不仅拓展实验教学方法,也将使同一实验项目针对不同学习对象可以具有个性化的教学定位和教学内容.

基于轮速误差的模糊PID电液复合制动控制

为了提高电动汽车电液复合制动中液压制动压力的控制精度以及规划两种制动力矩,设计了一种基于轮速误差电液复合制动防抱死系统(ABS)控制方法。该方法使用模糊PID联合前馈控制作为上层控制器,采用电液制动力矩分配控制算法作为下层控制器,最后进行ADAMS与Simulink联合仿真。仿真结果表明,提出的上层控制器算法能将滑移率控制在20%附近,在保证可操纵的同时提升了制动能力;提出的下层控制器的电液制动力矩分配控制算法能有效地减少液压阀的开启和关闭,且控制精度高,响应快。

原位溅射型单次试开密码鉴别电路

针对目前微机电系统密码锁中的鉴别器结构复杂、智能电子密码锁可靠性不高的问题,设计了一种N bit的原位溅射型单次试开密码鉴别电路。N bit的密码鉴别电路,由2 N(N级、每级2个)个原位溅射型OFF-ON开关按照每级"二选一"的逻辑、N级级联的形式构成;将原位溅射型OFF-ON开关(OFF态到ON态的单向切换具有不可逆特性)与具有熔断特性的保险丝按照装定密码对应的电路关系进行连接,构成了原位溅射型单次试开固态密码锁,可将此密码锁用于对安全性要求高的要害系统、设施中。为了获得原位溅射型OFF-ON开关中金属爆炸箔与叉指电极之间的间隙,给出了三种固态密码鉴别电路的微加工工艺方案。

初相移对电光双稳系统特性的影响

本文从带有延时反馈回路的电光双稳系统的动力学方程出发,研究了初相移对该系统的双稳态、非稳区域、稳区共振和非稳区频率锁定特性的影响。所得结果在其它类型的混合型延时反馈双稳系统中具有普遍性。