内置式永磁同步电机无感复合控制策略研究

为了解决内置式永磁同步电机无位置传感器控制系统中采用单一控制算法无法实现全速度范围内理想控制效果的问题,提出了一种改进型复合控制策略。在低速运行时,采用脉振高频注入法,解决了转子初始位置检测问题。通过二阶广义积分器代替带通滤波器,提高了系统的速度响应。在高速运行时,采用龙伯格观测器。同时,为了解决两种控制算法的切换问题,提出了基于改进粒子群算法的线性加权平均切换方法。仿真结果表明:在初始角度θ=2.5 rad的情况下,该策略能使电机运行在全速度范围内、转速误差范围控制在[-8 r/min,+5 r/min],且转子角度波动较小。该研究对机械制造与航天、航空领域具有实际指导意义。

基于FEM的引力参考传感器自引力计算与补偿

空间引力波探测太极计划将利用激光干涉的方法,测量两个检验质量之间的距离变化反演引力波信息。在0.1 mHz处,要求检验质量在敏感轴方向的总残余加速度保持在3×10^(-15)m·s^(-2)/√Hz以下。由航天器载荷静引力、热形变和质量波动引起的自引力噪声是检验质量的残余加速度噪声主要来源之一,要求检验质量在敏感轴方向的自引力加速度小于1×10^(-10)m/s^(2),引力梯度小于5×10^(-8)s^(-2)。为了计算检验质量处的自引力大小和引力梯度,针对检验质量与引力源几何形状的不规则性,基于有限元法编写程序计算了引力参考传感器中的引力源作用在检验质量上的线加速度、角加速度和引力梯度。为了缩短计算时间,提出“类自适应”网格划分方法以减小网格数量,并设计了配重以补偿自引力。计算结果显示,经过补偿后的检验质量在敏感轴方向的自引力加速度为9.2377×10^(-12)m/s^(2),引力梯度为-2.5691×10^(-8)s^(-2),满足设计要求。本研究能够为航天器和引力参考传感器的设计与引力补偿提供参考与指导。

一种检测弱磁场的光纤传感器的研究与仿真

提出一种基于表面等离子共振的光子晶体光纤传感器,用于实时检测弱磁场强度变化。光子晶体光纤表面覆盖氮化硅和银薄膜,实现表面等离子共振,传感器外侧的磁流体用于感知磁场变化。针对磁场强度检测,基于折射率性能指标归纳了磁场与传感器性能指标。有限元方法的仿真结果表明,在80 Oe~1000 Oe磁场强度范围内,传感器波长灵敏度可达0.55 nm·Oe^(-1);此外,幅度灵敏度、分辨力、检测限、品质因数和拟合度分别达到了-0.107 Oe^(-1)、1.8×10^(-2)Oe、3.3×10^(-2)Oe~2·nm^(-1)、6.73×10^(-2)Oe^(-1)和0.99117。该传感器具备制作工艺简单、易于制造的特点,可以预见其在磁场检测的广阔前景。

GMPC材料表面粘贴FBG磁场传感技术

针对目前电力系统中磁场测量需求,以及光纤自身具有绝缘、抗电磁干扰优势,将其与巨磁致伸缩复合材料结合,实现磁场的检测。其中,采用有限元分析方法,建立磁场环境下的材料仿真模型,实现材料的定性分析。另外,根据仿真分析结果,研制不同浓度比的巨磁致伸缩复合材料,并将材料表面粘贴光纤光栅,实现磁场检测。所提出的光纤磁场传感技术实现了低电磁干扰磁探测、提高探测效率、降低稀土合金消耗。

基于磁场检测的干式空心电抗器匝间短路故障诊断方法

匝间短路故障是干式空心电抗器最常见的故障,严重时会引起电抗器绝缘损坏、起火,甚至烧毁。及早诊断电抗器匝间短路故障,发出有效预警对电力系统安全运行具有重要意义。该文提出一种基于磁场检测的干式空心电抗器匝间短路故障诊断方法:独立于电抗器本体,上下安装与电抗器绕组同轴的检测线圈,通过检测线圈感应电压的变化,采用基于数理统计的准确识别匝间短路过程的3σ判据模型和算法,判断电抗器匝间短路故障并进行预警和报警。基于有限元数值计算软件,以一台型号为BKGKL-20000-35干式空心电抗器为研究对象,仿真分析了电抗器在不同位置发生匝间短路故障时检测线圈的感应电压变化规律,验证所提出方法的有效性。最后通过对试制样机的现场试验,验证了该方法实用可靠,可推广应用于实际电力系统中。

全光法原子磁强计中弱磁信号检测研究进展

准确地探测和测量磁场,特别是极弱磁场(nT级以下),对理解物理世界可以起到更好的辅助作用。随着量子传感、信息、仪器仪表等技术的发展,原子磁场测量技术成为新一代超高灵敏磁场测量技术的发展方向。综述了原子磁强计中信号测量、调制方法、研究进展、设计方案以及实际应用的情况。首先介绍了近年来国内外原子磁强计的研究现状;其次阐述了全光法原子磁强计的基本原理;接着详细讲解了弱磁信号检测原理,并对不同的调制方法进行了比较;最后对弱磁信号高灵敏度的检测在今后的改进方向、应用领域和所面临的挑战进行了展望。

基于开关型霍尔的PMSM改进型位置检测策略

为了克服霍尔传感器的局限,利用低分辨率的信号实现更精确的位置检测,提出一种基于改进最小二乘法和积分型滑模观测器的混合控制策略。首先,利用改进型最小二乘法完成可靠起动与低转速下平稳运行;其次是到达指定切换速度,系统切换运行状态,通过改进最小二乘法对积分型滑模观测器进行不断校正,在减小系统的滞后与累积误差的同时,使输出的位置信号尽可能连续。最后通过改进型位置检测策略与传统一阶加速度位置检测策略进行对照试验,结果表明,所提出的改进型位置检测策略,在电机起动时的位置检测精度提高了30%以上,在电机中高速稳态时转速误差降低至0.5%以内,位置检测误差降低至1%以内,具有较高的位置检测精度。

基于低场核磁共振技术快速检测山桐子含油率的研究

为确定低场核磁共振技术是否能用于山桐子含油率的快速检测,达到准确高效、节约检测成本的目的。通过对比低场核磁共振检测法与索氏抽提法在测定山桐子含油率的差异,并考察低场核磁共振检测法的精密度和稳定性。结果表明,低场核磁共振检测法定标曲线的拟合相关系数大于0.9999,两种检测方法测定结果的绝对偏差范围在0.04%~1.40%之间,相对偏差范围在0.15%~9.86%之间,低场核磁共振检测法的精密度和稳定性良好。低场核磁共振技术可应用于山桐子含油率的检测,具有准确、快速、高效的特点。

磁性纳米颗粒质量检测方法研究

提出一种基于亥姆霍兹线圈和TMR磁传感器的磁性纳米颗粒质量检测方法和装置,在匀强磁场下使用TMR磁传感器对不同质量的磁性纳米颗粒弱磁响应信号进行检测,分析磁响应信号随质量变化的趋势并绘制标准化曲线。结果表明:磁性纳米颗粒弱磁响应信号同质量之间呈正相关函数关系。所提方法和装置为进一步研究磁性纳米颗粒用于免疫分析和单分子检测以获取其他相关信息提供了理论基础,具有良好的应用前景。

凤亭河水库坝体渗漏检测

根据凤亭河水库大坝渗漏情况,引入物探手段查明漏水点与库水位的关系。综合高密度电法、瞬变电磁法、自然电场法、探地雷达法等现场检测渗漏情况,揭示大坝现状质量情况,初步确定渗漏范围并提出处理意见及建议,并为大坝验收工作提供技术支持。

各向异性磁阻传感器的原理及其应用

详细介绍了各向异性磁阻传感器的物理机理,并以HMC1002为例说明其测量原理、芯片以及电路的主要特点,给出了弱磁测量的结果与分析。将HMC1001,HMC1002与倾角传感器相结合,可用于姿态的测量。并介绍了其在场源相关性识别中的作用和应用电路。分析了各项异性磁阻传感器的优点及前景预测。

各向异性磁传感器在车辆检测中的应用

针对现代数字化车辆信息检测的要求,提出了一种采用各向异性磁阻传感器(AMR)进行车辆检测的方法,利用2个各向异性磁阻传感器组成的三轴测试电路,应用基于阈值的车辆判别方法,在地球弱磁场下进行车辆检测试验.通过对磁阻传感器采集的数据进行分析和处理,结果说明AMR传感器应用在停车场车位检测等领域具有一定的优势.

Fe-Ga合金磁特性测试装置的设计与实验

设计了一种新型Fe-Ga合金磁特性测试装置。建立了该测试装置磁路部分三维有限元磁场分析模型,在该模型基础上通过调整结构和元件尺寸优化了磁路结构,并制作了样机。搭建了磁特性测试装置的实验平台,进行了Fe-Ga合金磁特性测试。实验结果表明,该装置可对Fe-Ga合金磁致伸缩棒材磁致伸缩效应和逆磁致伸缩效应进行静态、准静态和动态测量,测量结果与国外报道的结果一致。设计的磁特性测试装置具有稳定可靠、精度高、操作简单、自动记录等优点。该装置还适用于Fe-Ni、Fe-Co等饱和磁场低的磁致伸缩材料的磁特性测量。

HMC1001型磁阻式传感器及应用

介绍了HMC10 0 1型磁阻传感器工作的原理 ,阐述了它在弱磁检测中的地位 ,设计了在标准线圈中心磁场测量中单片机最小应用系统 ,给出了测试结果。

油气管道中智能机器人跟踪定位关键技术综述

国民经济的持续快速发展对于油气供给提出了更大的需求。油气资源主要依靠管道进行运输,为保证管道运输安全可靠,需定期使用智能机器人对其进行检测。检测过程中要对智能机器人进行跟踪定位以确保知道管道内机器人的实时位置、状态,特别是发生故障如卡堵时的位置。油气管道通常为长距离管道,跟踪定位方式只能采用无缆或无线方式,其中极低频信号对于金属介质等具有良好穿透能力的特点特别适合于管道内智能机器人的跟踪定位。基于极低频磁技术的跟踪定位问题,本质上可以归纳为微弱磁信号的高分辨率探测和微弱瞬态磁信号的实时(快速)检测这两方面的问题。本文总结了油气管道中智能机器人的跟踪定位技术,介绍了国内外基于极低频技术的智能机器人跟踪定位装置;重点阐述了高分辨率磁传感器、微弱瞬态信号实时检测算法两项关键技术的研究现状,并介绍了基于极低频磁信号发射与接收的智能机器人跟踪定位系统的现有工作及未来展望。

一种小型弱磁矢量检测系统

提出了一种小型化的弱磁矢量检测系统。分析了系统的检测原理,采用专用IC驱动三轴PNI电感式传感器,STC单片机对传感电路进行配置和数据采集,VC++语言编写上位机显示界面,开发出面积5 cm×2.5 cm、功耗3 m W的小型弱磁矢量探测系统,并在磁屏蔽桶中对系统的分辨率和线性度进行了标定。结果表明:系统的最佳分辨率可以达到15.57 n T,线性工作区域为±200μT,具有体积小、功耗低、分辨率高、工作范围大等优势,应用前景广阔。

弱磁场激励下基于阵列磁传感器的缺陷检测方法

研究在弱磁场激励条件下,铁磁性材料试件16MnR在动载荷拉伸实验中的损伤检测问题.基于巨磁阻芯片设计了新型阵列磁传感器,搭建了铁磁构件磁信号检测系统;对不同载荷循环阶段的试件表面磁信号进行了拾取,并利用小波变换有效地抑制了噪声干扰.最后,对降噪后的磁信号进行C扫描成像,实现了弱磁场激励下试件损伤发展过程的磁信号成像显示.该结果可为铁磁性试件疲劳损伤的在位检测提供一种新型检测方法.

光纤传感技术用于检测地下电力电缆故障

依据 Faraday效应的光学磁场传感器用于地下电力电缆故障电流的检测 ,能检测出接地故障电流的幅值、相位并确定出故障段用光纤传输信号 ,避免了接地故障电流 (50 0 0～ 5 0 0 0 0 A)引起的电磁感应对测量结果的影响。光学磁场传感器和故障段检测器 /显示器之间的最大无中继距离为1 0 km。

强磁场下微弱信号检测系统设计

为获知母线电流的分布情况,给母线配置提供参考,设计了一个以高精度运放INA114和RAM处理器S3C2440为基础的检测装置,使其在强磁场环境下能完成微小电压和温度信号的测量。阐述了强磁场环境的特点和影响,重点分析了系统的硬件构成,软件设计和系统所采取的抗干扰措施。其中,硬件设计采用了功率谱估计的方法确定信号频段,通过Labview的仿真实验验证了该方法的可行性,并以该频段信息为参考依据设计了低通滤波器。最后,通过试验数据证明了该系统的可靠性,其测量误差小于5%,且在强磁场环境下能实现每秒采集一次数据,实时跟踪电流变化的功能。

旋转磁场井间随钻测距导向系统中微弱频变信号的检测方法

针对旋转磁场信号的微弱且频变的特点,提出并实现一种基于离散傅里叶变换(DFT)双谱峰的频率重构方法。在信号幅度谱主瓣内搜索两个谱峰的频率,以此重构信号频率的初值,运用牛顿迭代算法求解信号的真实频率,恢复信号幅度。通过计算机仿真和室外模拟对算法进行测试。结果表明:仿真结果优于基于DFT的单谱峰方法,模拟试验结果符合磁场信号随距离变化的规律,验证了所提方法的有效性和准确性;该方法能够准确锁定变化的磁场频率,滤除其他频率的杂波和噪声,精确提取出微弱的磁场幅度。