基于人工智能的电子测量装置自动控制研究

现有电子测量装置电机转速运行不稳定,为提升电子测量装置转速控制能力,设计基于人工智能的电子测量装置自动控制方法。构建基于人工智能的PID控制器,采用混沌神经网络不断学习网络权值、学习率、单元阈值以及平滑因子,并在学习阶段实时调整参数,在线控制PID控制器;选取遗传算法优化PID控制参数,实现PID控制参数的优化。实验结果表明,该方法训练时具备较高学习率,能够通过训练提升控制能力;当突加100%与突减100%负载时,该方法能够自动控制电机转速不发生较大变化。

高速载流磨耗试验中接触线磨耗量测量装置的研究

为了研究和评价弓网关系中接触线和受电弓滑板的耐磨性能,在高速弓网关系载流磨耗试验台上进行载流磨耗试验是一个重要的方法。目前载流磨耗试验中的接触线磨耗量测量需要在安装接触线之前和磨耗试验后通过拆卸接触线进行测量和比较,经测量磨耗试验前后的接触线磨耗面方向直径差计算面积差。当进行接触线磨耗量与磨耗公里数或弓架次之间关系的研究时,需要不断地从试验平台上拆卸和重新安装接触线,不但工作量巨大,而且反复拆卸和安装接触线还会引起接触线和滑板的接触状态发生变化,影响试验结果。提出了一种不需要反复拆卸和安装接触线就能进行磨耗量测量的试验方法,并设计和制造了测量装置,通过载流磨耗试验验证了测量装置的应用效果良好。

风速检定装置不确定度评定及分析

不确定度是测量结果质量的重要指标,指对被测值不能肯定的程度,同时也表明结果的可信程度。以《测量不确定度评定与表示》(JJF 1059.1—2012)为依据,针对用于气象计量的风速检定装置,确定不确定度来源、建立测量模型。结合实际业务流程,分析各误差来源及可能引入的不确定度分量。定量评定整个风速检定装置的不确定度,为自动气象站风速传感器不确定度的研究提供理论依据。研究结果表明,不同风速区间内的风速检定装置具有不同不确定度,应根据实际风速评定。该检定装置在风速为0.2~1 m/s时,不确定度为1.3 m/s;在风速为1~40 m/s时,不确定度为0.3 m/s。该研究可为其他具有相同或相近计量特性的风速检定装置的不确定度评定以及风速传感器检定结果的不确定度分析提供参考。

旋转式能量回收装置转速测量方法研究

海水淡化旋转式能量回收装置的转子转速最能直接体现装置的运转状态,但转子被外筒体完全包裹,转子转速无法直接测量。为此,对旋转式能量回收装置振动频率与转子转频进行了分析,提出了一种基于振动信号的旋转式能量回收装置转子转速测量方法。首先,通过实验采集了不同流量下装置的振动和转速数据,并且对装置振动频率与转子转频进行了分析,发现了装置振动主要频率与转子8倍转频有良好的对应关系,建立了振动主频与转子转频的关系式;然后,在此基础上研究了从振动信号中获取转频信息的信号处理与转频计算方法,包括使用小波变换消除振动信号中的基线漂移,利用包络法进行了信号解调以凸显转频信息,为了准确地计算旋转式能量回收装置转子的转速,通过振动能量估计了转频的范围;最后,为了对该转速测量方法的准确性进行验证,在实验平台上对其进行了实验。研究结果表明:在装置平稳运转状态下,该方法测量转速最大误差率为2.55%,在非平稳运转状态下的最大误差率为4.58%,能够满足在线、准确地测量旋转式能量回收装置转子转速的要求。

Device for determining critical wind speed of stalk breaking to evaluate maize lodging resistance

The accurate evaluation of the lodging resistance of maize plants can provide a basis for the breeding of lodging-resistant cultivars and the regulation of cultivation measures.However,the traditional methods for evaluating maize lodging resistance in terms of plant morphology and stalk mechanical strength have certain limitations.The objective of this research was to develop a device for determining the critical wind speed of maize stalk breaking.The device was equipped with a centrifugal fan to supply airflow and was powered by a frequency conversion motor.The frequency converter adjusted the motor speed and thus adjusted the wind speed.The wind speed decreased first and then increased with increasing height above the outlet of the device,and maximum wind speed can reach 40 m/s.This device was convenient for transportation in the field,has a low cost,and can quickly,accurately,and objectively determine the lodging resistance.Field tests showed that the device ran stably for a long time.The coefficient of variation of three repeated measurements was between 1.5%and 4.8%for four maize cultivars.The new device can measure the critical wind speed of maize lodging and identify the lodging resistance for different maize cultivars,cultivation practices,and plant health conditions,and can thus overcome barriers to measuring the maize lodging resistance under natural wind conditions.

城市轨道交通列车控制子系统测速与定位装置的常见故障及预防措施

根据城市轨道交通信号系统轨旁应答器的工作原理,分析了应答器读取故障的成因及其影响。根据测速与定位系统的工作原理,对该系统的常见故障原因进行了分析。给出了测速与定位装置故障的预防措施。

高速磁浮列车牵引系统新型测量装置的设计与应用

目的:牵引系统信号的准确测量是整个高速磁浮系统的控制、监测、故障分析与处理的数据源头,也是后续对高速磁浮系统进行深层次分析研究的基础。开展高速磁浮列车牵引系统新型测量装置设计与应用的研究意义重大。方法:介绍了上海高速磁浮列车牵引系统的简要构成。为便于调试和故障分析,需要采集牵引系统的各类输入输出以及控制信号,根据实际测量需求,设计并搭建了一套新型测量装置。结果及结论:相对于传统的电流量采集方法,该装置将测量电阻集成在电流模块内部,在提高测量精度的同时减小了体积。通过对采集的信号分析,新型测量装置既可以计算出高速磁浮系统的电压电流、牵引功率、能耗等技术指标,也可以用于故障状态下的数据分析。

江垭水电站制动柜转速测量装置的改进及应用

为解决水电站机组转速测量可靠性差、可维护性差、稳定性差等问题,提出了一套行之有效的制动柜转速测量装置改进方案。首先,以“江址水电站”为例,根据该水电站概况以及其转速测量系统基本情况,分析了机组转速测量存在的问题和不足;其次,研究了改进转速测量装置的思路;然后,根据装置外部使用条件、装置硬件的组成方式以及转速测量装置的测量全过程,分析了装置重点问题;最后,探讨了装置改造效果。结果表明:本文所改进的转速测量装置具有安全可靠、操作简单、安装检修方便、机组稳定性高等特点,完全满足江圾水电站实际应用需求。

机动车激光测速仪校准技术的研究

依据移动式（单光束）和固定式（双光束）红外机动车激光测速仪共同的测量原理,提出了一种基于时间延迟的校准方法。采用虚拟仪器技术的机动车激光测速仪校准系统,将激光测速仪发射的905 nm测量脉冲激光光束进行特定时间量的延迟,以模拟其在空气中对应的传播距离,实现固定时间间隔激光脉冲串测量的距离变化量的精确模拟,完成机动车激光测速仪在20～250 km/h时速范围内任意速度值的实验室准确校准,其时间延迟分辨率为5 ps,对应位移分辨率为0.75 mm,模拟速度不确定度优于0.5%（k=2）。

基于多普勒频移观测值的机动车GPS测速仪校准技术的研究

提出了一种基于现场GPS信号定标的实验室校准方法。利用3光束光遮挡测速标准装置在测试现场对卫星GPS信号直接进行速度实测定标，通过GPS记录仪保存，然后在实验室进行GPS信号回放来完成高精度机动车GPS测速仪在40～180km／h范围内特定速度值的实验室精确校准，溯源至长度和时间计量基本单位。对同一台高精度机动车GPS测速仪的现场道路实际检测和实验室GPS信号回放检测的比对试验，车速在180km／h时采用该方法的速度校准不确定度优于0．1％（k=2）.

移动式机动车现场标准测速仪溯源技术的研究

介绍了当前广泛使用的两种基于光电和GPS原理的非接触移动式机动车现场标准测速仪的溯源技术，对光电式机动车速度仪和高精度机动车GPS测速仪进行了实验室模拟测速误差的检测和机动车道路速度实测值的对比试验。在10～180km／h范围内特定速度点，采用同步齿形带式台架校准装置对光电式机动车速度仪进行校准；采用机动车GPS信号模拟器对高精度机动车GPS测速仪在相同速度点进行模拟测速误差检测。使用机动车道路速度实测方法对两类测速仪器在20～150km／h速度范围内的测速性能进行对比，结果表明，两类测速仪器在速度波动较小时，不同速度点的测速偏差在±0．3％范围内；速度变化较快时，高精度机动车GPS测速仪的速度测量值响应速度较快，而光电式机动车速度仪的速度响应与之相比有一定的延时滞后，两者的最大测速偏差在±8％范围内。因此，在能够搜到6颗以上卫星信号时，使用高精度机动车GPS测速仪具有更好的测速性能。

基于真实交通状况的固定式机动车现场测速标准装置

为了满足机动车测速仪现场检测新方法的需要,研制了基于真实交通流量状态下的固定式机动车现场测速标准装置。介绍了该套现场标准装置的设计思路与设计方案,分析了现场标准装置中所用的现场标准测速仪的工作原理,并对其现场速度测量的不确定度进行评估。不确定度评估结果表明:在20~250 km/h速度测量范围内,现场标准测速仪的相对扩展不确定度为0.12%(k=3)。通过2款机动车雷达测速仪样品的大样本现场试验数据,验证了机动车测速仪现场检测新方法的可行性,以及该套现场标准装置在真实交通流量状态下的实际测速性能。

侧装机动车雷达测速仪天线计量关键技术指标研究

在介绍了侧装机动车雷达测速仪基本工作原理的基础上，分析了侧装雷达测速仪在实际工作中存在现场测速误差的原因，研究了满足现场测速误差要求的天线计量关键技术指标：水平主瓣宽度不超过6°，通过2款侧装雷达测速仪在真实交通情况下的现场试验结果，验证了满足天线水平主瓣宽度不超过6°的侧装雷达测速仪在实际工作中的测量结果更为准确可靠，其现场测速误差能够满足我国相关技术法规的要求。

变速器噪声在线评价的振动检测方法研究

对车辆变速器噪声是否超标的出厂质量检测 ,目前常采用声级计测量声压级的方法。由于该方法测得的声压级受背景噪声的影响 ,故只能在消声室中进行。为实现生产现场的在线测量 ,给出了相关推导公式 ,提出了声压级的振动检测方法 ,即通过测得变速器箱体的振动加速度信号获得其在线噪声声压级的测量方法 ,该方法有效地避免了背景噪声的影响。实践证明 ,该方法使变速器噪声出厂检测更为便捷、有效 ,有助于提高变速器的出厂质量 ,从而有效地改善车辆的性能。

霍尔传感器在机车测速中的应用研究

测速装置在机车控制系统中占有非常重要的地位,对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。现介绍了应用霍尔传感器通过测量磁场强度,来得到稳定的脉冲方波信号,实现机车转速的测量。

智能人工腿步速测量数字电路的设计与分析

智能人工腿是一个精密的机电一体化装置 ,其关键部件之一是步速测量电路 .作者提出一种新的步速测量方法 ,即测量人工腿在摆动相的持续时间 ,用该时间的长短来间接反映步速的快慢 .设计电路时 ,采用自顶向下 (Top Down)的设计方法 ,其核心内容是将测量系统按不同功能分割成几个模块 ,然后分别设计每一个模块电路 .最后 ,用1片ispLSI 10 16高密度可编程芯片并采用ISP(InSystemProgram)编程方法设计出步速测量电路 .ISP编程方法的优点是可以现场修改 ,调整测量系统电路 ,并且不需要仿真器装置 .实验结果表明 :设计的这种步速测量电路结构合理 。

高精度机动车GPS测速仪校准技术研究

为了建立针对高精度机动车GPS测速仪的溯源途径,本文介绍了高精度机动车GPS测速仪的两种实验室校准技术,在（40～180）km/h范围内特定速度点,对同一台高精度机动车GPS测速仪分别进行了实验室模拟测速误差校准、现场道路实际测速误差校准和实验室GPS信号回放校准,并分别提供了采用该校准方法的不确定度评定实例结果,验证了高精度机动车GPS测速仪的模拟测速误差校准不确定度优于0.02%（k=2）,卫星信号回放测速误差校准不确定度优于0.10%（k=2）.两种校准方法均能够对高精度机动车GPS测速仪进行有效校准.经过校准的高精度机动车GPS测速仪在可用卫星数不少于6颗的使用环境下,能够满足现场测速标准器具的使用要求,具有广阔的应用前景.

精密播种机排种自动控制装置

为提高精密播种机的播种均匀性 ,解决地轮打滑和手动调换链轮或调整排种器排种量的问题 ,研究了一种用于精密播种机的排种自动控制装置。系统由五轮仪、智能控制单元、人机接口单元和执行单元组成 ,可以完成数据的输入、处理和排种器转速的控制。作业时系统采用五轮仪测量播种机的作业速度 ,用步进电机代替地轮作为执行机构带动排种器转动 ,减小了地轮打滑对播种均匀性的影响。该控制装置可以直接对五轮仪直径、排种器孔数和播种量等参数进行设置 ,使用方便。试验结果表明 ,系统运行稳定 ,可保证排种器与五轮仪转速同步 ,提高了播种机的播量均匀性 。

用CPLD设计高精度超声液位检测系统

为了稳定、精确地测量液位,通过运用复杂可编程逻辑器件控制超声波的发射和接收以及单片机进行数据运算的方法设计了超声波液位检测系统,该系统测量误差远远小于1mm。

电控柴油机用大流量高速电磁阀测试装置研制

介绍了电控柴油机用二位三通大流量高速电磁阀性能测试装置 ,对装置的构成、工作原理、台架单元。