一种弹丸轴向加速度测量方法和装置

弹丸质心轴向加速度是一维弹道修正引信进行射程修正的重要参数,为了消除加速度计安装在远离弹丸质心所引起的离心加速度,提出了一种双加速度计纵向排列测量质心轴向加速度的方法.利用弹道初始参数随机值和弹道方程生成随机弹道作为实际弹道进行仿真分析,仿真结果表明加速度测量误差小于180 mg.设计了加速度测量装置,进行了马歇特冲击锤抗过载实验,过载试验表明测量装置可承受15000 g的发射过载,具有过载生存和过载工作的能力.

轴向加速度对单侧双排四通管内高压成形规律的影响

以单侧双排四通管为研究对象,应用有限元分析软件分析内压、平衡冲头速度和挤压冲头平均速度相同时,不同轴向加速度对单侧双排四通管内高压成形壁厚、支管高度和主管补料规律的影响。结果表明:随着挤压冲头加速度增大,最大壁厚和最小壁厚值变化较小,最大壁厚值变化略大于最小壁厚值变化;支管高度和主管端部轴向位移明显增加;挤压冲头加速度增大明显增加外侧主管补料,但是对内侧主管补料影响较小。这些规律为四通管加载路径的选择提供了参考。

炮弹轴向加速度测量方法

炮弹轴向加速度是一维弹道修正引信进行射程修正的重要参数,为了消除传感器安装在远离炮弹质心的引信中而引起的离心加速度,采用双加速度传感器纵向排列的方法检测炮弹质心轴向加速度,利用弹道方程生成随机弹道作为实际弹道进行了仿真分析,设计了测量装置,在弹丸飞出炮口的时刻,弹载加速度传感器开始采集上升阶段的弹丸轴向加速度,进而利用数值积分法计算出射程偏差量,将算法仿真得到的射程偏差量与理论值进行比较,证明该方法能够满足工程实现要求。

基于卡尔曼滤波的轴向加速度动态误差补偿方法

为了减小高速旋转弹上加速度传感器的量测误差,提出了基于质点弹道模型的比例系数卡尔曼滤波估计算法。结合转速的实时测量,对加速度传感器输出数据进行动态补偿,得到了轴向加速度的测量值。蒙特卡洛模拟仿真和外场试验证实了理论分析的正确性和误差消除方法的有效性。外场试验表明,轴向加速度测量值相对雷达测量值误差的均值小于0.05g,均方差小于0.32g,轴向加速度测量误差的均值由0.1g降低到0.01g的量级,大幅度地提高了轴向加速度测量精度。

旋转稳定弹轴向加速度测量误差模型分析

为了准确分析加速度传感器的安装误差及横轴灵敏度对射程修正的影响,以六自由度刚体外弹道模型为基础,建立了弹丸轴向加速度理论模型,并通过公式推导及简化得到弹丸轴向加速度的输出误差公式,该项误差较大,与弹丸转速的平方近似成正比,比例系数C的获取是补偿该项误差的关键。仿真分析得到了简化模型与实际理论模型的误差曲线,验证了简化模型的正确性,研究结果为弹丸轴向加速度的精确测量提供了相应的理论基础。

轴向加速度运动弦线横向振动的数值计算方法

讨论轴向加速度运动弦线横向振动的数学模型、数值计算方法等问题。基于Coriolis加速度和Lagrangian应力公式 ,利用Newton第二定律导出轴向加速度运动弦线横向振动的动力学模型 ;通过线性变换将方程化为一阶无量纲的非线性微分方程组 ;并利用Crank Nicoson的中点离散技巧 ,给出运动方程的单步二阶差分方法 ;算法把对运动方程和本构方程分别离散 ,使之可以用于不同本构的运动弦线的数值仿真。且方法对线性问题绝对稳定 ,对非线性问题也有较好的稳定性。作为应用实例 ,利用该方法对一类加速度运动弦线的横向振动进行数值仿真 ,利用弹性弦线的守衡公式检验数值结果的精度 ,并利用给出的数值方法分析速度、加速度。

基于卡尔曼滤波的轴向加速度动态标定方法

本文针对弹载加速度传感器量测误差较大的问题,提出应用卡尔曼滤波对弹丸轴向加速度传感器输出模型中的参数C进行估计。采用改进的质点弹道模型,建立卡尔曼滤波系统状态模型和以加速度传感器输出作为滤波过称中的量测值,推导并分析了相应的滤波公式,对轴向加速度实行了弹上动态标定。仿真结果表明,标定误差很小,其标定的比例系数C为一常数,和理论分析一致。

空间运动刚体加速度瞬轴位置的分析

针对空间运动刚体的加速度分析,本文提出了在各种情况下确定空间运动刚体加速度瞬轴(或动轴)位置的方法。研究结果表明,对于空间运动的刚体,当角速度矢与角加速度矢平行时,存在加速度瞬轴(或动轴),此时,刚体可视为绕加速度瞬轴(或动轴)作转动,即用加速度瞬轴(或动轴)法求解刚体上任一点的加速度。用这种方法分析空间运动刚体上各点加速度的时候更加方便快捷。

山区双车道公路运行速度预测模型的加速度标定

为标定运行速度模型中的汽车加速度值,在山区双车道公路上开展小客车连续行驶实验,采集轴向加速度的连续数据,并通过断面观测得到大客车和大货车的加速度值,获得峰值加速度的累积频率曲线以及统计分布特性,并建立加速度-道路几何参数关系模型.结果表明:小客车的入弯减速度幅值要比出弯加速度高一倍左右,不宜将加、减速度简化成同一个值,应该分别进行标定;加速度和减速度累积频率曲线的斜率突变点都不是发生在85^(th)百分位,而是临近95^(th),应重新考虑85^(th)百分位的使用价值;大客车的加、减速度幅值非常接近,而重载货车的减速度要明显大于加速度,同时,重载货车的加速度和减速度值要双双低于大型客车;小客车的加速度与弯道半径负相关,而与弯道转角正相关.

基于横、轴、竖加速度干扰模型的行车舒适性评价

由于加速度干扰可以用来描述车辆速度摆动,而车辆速度摆动又恰与乘车舒适性紧密相关,因此加速度干扰可用作乘车舒适性的定量评价指标。从横、轴、竖三个方向建立了新的加速度干扰模型,从而能为乘车舒适性做出准确的评价预测及提供合理的数学模型,达到定量分析的目的。

三轴加速度传感器系统在运动技术分析领域的研究与应用

为满足在运动训练过程中的人体三维空间技术特征研究的需要,开发一套三轴向加速度传感器系统。该系统由下位机和上位机两部分组成,其中下位机部分由加速度传感器、传感器拾取单元、数据处理单元、电源监测与保护单元和无线传输单元组成,上位机部分由数据采集和分析软件组成。该系统具有四通道同步采集功能,结合同步视频,可对运动员的肢体关节、比赛训练器械等技术组成要素进行运动学和动力学参数进行实时采集与分析。以体育训练中常用的杠铃深蹲训练为实验性应用领域,对速滑和举重两种项目的杠铃深蹲训练进行技术分析,通过对三轴加速度传感器采集数据的分析,找出不同项目间杠铃深蹲动作技术的特征与差异,为今后深入开展加速度传感器系统的开发与相关应用提供研究基础。

地面反力与胫骨加速度之间的关系

从六个短跑运动员所测试的数据中,研究比较了地面反力与胫骨加速度参数之间的关系。其中数据采集来自三维加速度计和三维测力台。经研究发现,胫骨轴向加速度在低峰值处出现,其峰值出现的时间明显不同于地反力第一个峰值出现的时间,地反力峰值与胫骨轴向加速度峰值只有中度相关。

引信外弹道加速度测量方法

为了实现弹丸外弹道切向加速度的有效测量,使加速度测量更具理论基础,在实际应用时更具参考价值,提出利用MEMS加速度传感器测量轴向加速度以代替切向加速度的测量方法。利用六维刚体外弹道模型分析了弹丸运动过程中攻角随着弧长和射角的变化规律,并以此为基础计算利用两种加速度进行弹道弧长解算的误差,仿真试验发现,攻角变化很小,两种加速度变化规律差异很小,利用两种加速度计算出的弧长误差也很小,在有限距离内可以利用轴向加速度进行弧长解算。利用MEMS加速度传感器进行测量系统设计,并进行实弹射击试验,试验结果表明该方法能准确获得弹丸外弹道的加速度,加速度变化规律和范围在误差允许的范围内与仿真试验结果基本一致,在弹丸外弹道性能分析、惯导系统设计以及精确制导弹药研制方面具有广阔的应用前景。

老年人跌倒监测及远程救助系统的研究与实现

随着社会老龄化进程的加速,针对"空巢老人"意外跌倒监测和远程紧急救助的迫切需要,研发一种基于三轴向加速度的跌到检测技术,并结合GPSOne技术设计了一套用于社区的远程紧急救助的解决方案。系统采用移动无线终端-服务器模式,同时为了避免漏报警、假报警等情况发生,在终端设计中加入了人工干预技术,可以手动报警和取消报警。实验数据的统计结果表明,设计的基于bior3.3小波的三轴向传感器加速度跌倒检测算法可以将基于加速度模向量(SVM)算法的有效检测率从85%提升至97.75%,在有手机信号情况下,5分钟内可以将求救信号连同救助者的经纬度信息发送到监护中心。相比基于视频的跌倒检测技术,本方案具有监测无死角、算法简单、计算量小,不存在隐私性问题等优势,商业化前景广阔。

基于自然驾驶的山区高速公路行驶舒适性分析

为了掌握山区高速公路的行驶舒适性水平及其关键影响因素,开展了自然驾驶行为试验。采集了多款小客车的加速度数据,得到了不同轴向加速度的峰值累积频率曲线、特征分位值和均方根值。分析结果表明:(1)加速度的幅值和特征分位值略低于减速度,不同的道路对象和车型会导致轴向加(减)速度出现差别,但绝大部分数据都低于较舒适阈值,因此具有良好的纵向舒适性;(2)第85分位横向加速度在0.38~1.1 m/s^2分布,不同车型、不同道路的差别比较明显;总的来看山区高速公路具有良好的横向舒适性;(3)在竖向舒适性方面,仅三菱车在极少数位置上会有不适的感觉,路面震动表现和彩色路面并不会导致乘员不舒适;(4)各轴向加速度的幅值差异很小,三个轴向的加速度加权均方根值是在"舒适"和"稍有不适"区间内分布。

基于弹载测试仪的高速旋转弹丸膛内转速测试

针对膛内高冲击高过载的恶劣环境以及对光、磁信号的屏蔽作用,使得弹丸旋转速度难以准确获取的问题,提出了基于弹载测试仪的高速旋转弹丸膛内转速测试方法。该方法利用弹载测试仪准确获取弹丸在膛内的轴向加速度信号,同时结合炮膛缠度和炮管口径信息,得出高速旋转弹丸在膛内整个过程的旋转速度。通过对实际测试数据分析表明,该方法能够准确测出旋转弹丸在膛内的转速,测试数据精度能够满足测试要求。

新型烟支高速传送装置优化设计与仿真

针对当前烟支传送装置在高速工作过程中轴向加速度过大,烟支端部烟丝容易掉出产生空头等问题,提出了一种新型烟支高速传送装置的工作原理及结构设计。烟支在新装置的传送过程中相对于原有轴向运动方向旋转,通过将轴向加速度分解到径向,减少动力学因素导致的烟丝等问题,传送速度高、柔性好,能更好地适应下游工艺的需求。论文详细讨论了该装置的工作原理和柔和传送动作设计等关键问题,并对凸轮曲线进行了优化设计,通过建模仿真验证优化设计的合理性。

耳部光电容积脉搏波传感器的去运动干扰设计

光电容积脉搏波传感器可用于测量人体心率、血氧饱和度、呼吸率等生理参数。由于测试部位的局限性和对运动干扰的敏感性,使其主要应用于临床,而非日常便携式监护类设备中。鉴于此,重新设计传感器探头LED与PD结构,提高信号强度,进行对比实验选取耳部测试点,并利用三轴向加速度传感器,综合3通道信号,获取噪声源构建自适应滤波器,削减行走与跑步状态下的运动干扰,计算心率。经过一系列人体运动实验,以心电设备做参照验证了本设备心率计算准确率。

甘蔗收获机动态特性对宿根破头率影响的试验

针对甘蔗机械收割其宿根破头率高的问题,对两种不同结构的甘蔗收获机进行了田间试验和动态测试试验研究。试验结果表明:简支梁结构的样机2其甘蔗宿根破头率仅为外伸梁结构的样机1的56%;样机2的结构动刚度优于样机1;样机2刀尖及车架的轴向振动小于样机1;两台样机甘蔗宿根破头率的显著差异源自于其动刚度不同而导致的轴向振动的不同。甘蔗收获机的设计应考虑采取积极措施抑制刀盘的轴向振动。