基于CFD仿真的浮子流量传感器设计

针对小流量测量精度低等问题,文中提出了一种基于6DOF模型和浮子流量传感器工作原理的浮子流量传感器CFD仿真方法,基于该仿真方法,设计了一种流量范围为60~600 mL/h用于水流量检测的浮子流量传感器。结果显示:当传感器的关键结构参数锥管锥半角为0.1°、浮子直径为2.98 mm时,浮子流量传感器性能达到最优。通过实流实验验证了设计方案的可行性。

基于数字孪生概念的虚拟红外光传感器降阶模型开发

数字孪生就是在数字空间对真实物体创造数字版的“克隆体”。本文从数字孪生概念出发,首先建立了红外传感器内部流体三维计算模型并开展了流场分析,针对实际使用场景需求建立了面向红外光传感器的三维仿真计算模型降阶方法,开发了该型红外传感器的降阶模型,以在数字虚拟空间里创造了一个可以实时反馈传感器内部多物理场信息的数字孪生模型,进而初步实现通过红外传感器数字孪生模型指导清洗用蒸汽流量控制,对减少蒸汽流量,防止传感器镜片污染具有重要意义,模型降阶方法对传感器类数字孪生技术起到了理论支撑。

COMSOL Multiphysics仿真软件在“传感器技术”教学中的应用

在本科教学中如何采用现代化的教学方法解决教学难点,加强课本中的知识点与实践之间的联系,是高校教师面临的挑战,也是亟须解决的难题。本文以“传感器技术”课程为例,该课程的学习需要使用大量的数学工具建立传感器的物理模型,并深刻理解传感器的感知原理。因此,学生在学习本课程时会出现较多困难点,难以高效理解吸收课本知识,以至于教师无法实现高质量的教学。借助Comsol仿真软件强大的功能,笔者尝试将其运用到教学中,利用仿真软件建立传感器物理模型,求解相对应的物理参数。仿真软件的可视化功能激发了学生的学习兴趣,使得授课内容更加直观化、简单化,大大减少了学生对复杂数学计算问题的担忧,提升了课堂教学质量。

舰载战斗机多传感器协同探测模型设计与仿真

为提升舰载战斗机多传感器协同探测作战效能,基于空中截击战情想定,按照作战空域从远到近,建立了舰载战斗机空域增程搜索、雷达一发多收、雷达红外融合探测、编队协同制导和雷达多波束探测场景模型。在超视距、中距和近距搜索阶段,重点对多传感器协同探测模式中的增程探测、探测及干扰和多波束探测进行了仿真分析。根据不同作战距离,创新性开展了作战流程下多传感器协同探测模式设计。

无线传感器网络超声波定位算法的研究

在无线传感器网络定位中,距离定位机制受无线传感器设备功耗、价格和硬件限制及对定位精度的要求,距离定位机制比较容易实现的解决方案。介绍了超声波传感器定位的原理,提出了基于传感器数学模型的目标定位方法,在此基础上建立基于超声波的目标定位系统,最后分析了超声波传感器定位中存在的问题。

纵扭复合型超声波电机纵振动仿真模型

根据纵扭复合型超声波电机的纵振动数学模型,建立了基于Matlab的Simulink仿真模型。分析了预压力、摩擦材料厚度、激振力幅值等参数改变情况下,电机的纵振动变化过程。仿真结果表明:分别增大预压力和摩擦材料厚度,则接触角增大,转子位移减小,定子位移基本不变,但冲击力会随着预压力的增大而增大,随摩擦材料厚度的增大而减小;随着激振力幅值的增大,定子位移、转子位移、冲击力均增大,但接触角减小;激振力的三次谐波成分对纵振动的影响可以忽略。F_c-h_f关系曲线给出了定转子全程接触的临界条件。仿真结果为超声波电机设计提供一定的理论分析基础。

低能耗超声波传感器驱动电路设计

以克里姆霍尔兹等效模型为基础,对超声换能器的双极性与单极性电压驱动电路进行了理论分析,并针对能量转化率更高的双极性电压驱动提出了一种电路设计方案.实验结果显示,理论分析数据与实验数据相吻合,双极性电压驱动较单极性电压驱动能量转化率提高1倍,将其应用于无线传感器网系统中,约可降低15%的能量消耗.

基于超声波传感器的未知狭窄环境导航算法

针对移动机器人在未知狭窄环境中的导航问题,利用证据理论中的矛盾因子,给出了一个自适应超声波传感器模型。利用该模型,结合D S证据理论融合算法以及证据格方法,实现了移动机器人在未知狭窄环境中的导航,并有效地减少了由于超声波传感器镜面反射所引起的不确定性。实验结果表明了该方法的有效性。

自动泊车环境感知用超声波传感器建模研究

本文提出了一种基于BP神经网络(Backpropagation Neural Network,BPNN)的方法,以此建立超声波传感器仿真模型用于仿真开发自动泊车环境感知算法。为使所建模型能够模拟超声波传感器系统在检测平板障碍物时得到的输出距离,且使该输出能反映障碍物相对于传感器模型的真实位置,对所采集数据样本进行超声测距误差的来源分析和补偿。BPNN模型基于处理后的数据样本进行了训练测试。最终模型在高级驾驶员辅助系统仿真开发环境(Pre Scan)下进行仿真应用验证,结果表明在传感器发射面与障碍物表面相对夹角±40°范围内BPNN方法可行,所建模型具有仿真应用价值。

大力矩复合型超声波电机的数学模型与特性的仿真计算

首先简要介绍了纵-扭复合型超声波电机的结构和工作原理，在此基础上，对复合型超声波电机的数学模型进行了研究。根据所获得的数学模型对复合型超声波电机的工作特性进行了仿真计算，获得了许多有价值的结论。

超声波检测计算机模拟和仿真的研究及应用现状

随着高性能计算机的广泛应用,超声检测模拟和仿真的研究方兴未艾。本文对这些研究所选择的数学模型和方法进行了综合评述,探讨了Gaussian模型、声线模型、衍射理论、有限积分技术等的应用,涉及的方法包括各种解析方法及有限差分、有限元、边界元等数值方法。

虚拟触觉传感器的仿真模型研究

本文根据真实触觉传感器的原理 ,对虚拟触觉传感器的仿真模型进行了研究 ,以便在机器人手抓拾取操作中揭示与材料特性相关的触觉信息瞬态特性 ,进而为在虚拟环境中从事基于传感信息的机器人柔性操作。

基于复损耗的杆式超声波电机定子建模及其仿真

近些年来,采用压电材料的驱动结构和传感设备在工程中得到了广泛的应用。本文提出了一种使用压电陶瓷的微型杆式超声波电机,利用Rayleigh理论和等效的方法建立了定子的数学模型,并进一步提出了一种基于复损耗的谐振振幅的近似计算方法,同时使用Ansys有限元分析软件对比验证了数学模型的准确性。研究成果对于改善和优化超声波电机的输出性能以及考虑损耗的压电结构建模具有实践指导作用。

基于MATLAB的双频超声波多普勒流量计的理论模型仿真

通过介绍双频多普勒流量计的特点、理论模型,利用MATLAB仿真程序实现双频超声波多普勒流量计的理论模型的仿真过程,可以在界面清晰的看见各信道信号的波形,通过不同信号波形的对比,有利于该课题的进一步深入研究。

行波型超声波电动机接触模型的研究

以直径为60mm行波型超声波电动机为例,通过对电机定子和转子接触模型的研究,得到了一种考虑电机定子齿作用情况下的仿真模型。文章根据实际行波型超声波电动机结构参数对模型的求解,计算得到了电机的运行特性,结果与实际试验研究结果相近,证明了该模型的有效性。

纵扭复合型超声波电机纵振动数学模型

建立了纵扭复合型超声波电机的纵振动数学模型,通过仿真分析得到了电机的各种纵振动过程。仿真结果表明:只有摩擦材料参数和电机预压力选择合适,保证定转子在一个振动周期内接触、分离,并得到合适的接触角,从而实现电机的纵扭同频振动,电机才会有稳定的输出转矩和较高的效率。此外,该模型还从理论上证实了简化力传递模型中转子不动假设的合理性。

无位置传感器无刷直流电机SIMULINK仿真模型的建模

利用MATLAB/SIMULINK丰富的模块库建立了方波无刷直流电机的仿真模型。建立过程直观,周期短、模型准确、易修改。经过仿真分析及实际试验证明,该模型能够准确地模拟无刷直流电机的运行特性,可以作为标准模块使用。

超声波电机转速特性仿真与神经网络建模实验研究

用Matlab/Simulink软件建立了超声波电机的定子振动模型、定转子面接触摩擦模型和转子运动模型;通过对模型的仿真得出电机输入电压的幅值和频率与输出转速之间的映射样本;进一步用神经网络逼近该映射关系,建立了转速特性的神经网络模型。给出了实验结果;为超声波电机运动控制的理论研究与设计提供了依据。

无线传感器网络中的OPNET仿真模型的研究

传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够广泛地应用于恶劣环境和军事领域中。该文通过对无线传感器网络特点的分析,提出了基于信道接入的多跳分簇网络结构,给出了OPNET仿真模型,分析了相关仿真结果。

一种卡尔曼滤波算法的无线传感器网络仿真模型

受无线传感器网络通信节点和位置等因素影响,大量移动或者固定的传感器节点间的通信链路受限且不利于大块数据传输。为解决该问题,分析了典型的传感器节点体系结构,在OPNET平台上建立基于卡尔曼滤波算法的仿真模型。重点研究卡尔曼滤波算法对信号的跟踪性能,进而分析在传输过程中的网络时延和吞吐率以及误码率等统计量曲线图,分析算法的稳定性。仿真结果表明,误码率保持在10-5次方数量级,丢包率在10-2次方数量级,端到端时延控制在1 s内,很好地验证了该仿真模型的有效性和逼近性。