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基于ISSA-KELM的光纤光栅加速度传感器温度补偿研究
1
作者 姚言雨 熊鸣 +1 位作者 王丽婕 高超飞 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第4期15-20,24,共7页
针对光纤光栅加速度传感器测量时会同时受到温度和加速度影响的问题,提出了基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化KELM神经网络的温度补偿模型。首先,在麻雀搜索算法(SSA)的位置更新中引入改进的自适应收敛因子与沙猫群优化策略、可变螺旋搜... 针对光纤光栅加速度传感器测量时会同时受到温度和加速度影响的问题,提出了基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化KELM神经网络的温度补偿模型。首先,在麻雀搜索算法(SSA)的位置更新中引入改进的自适应收敛因子与沙猫群优化策略、可变螺旋搜索策略、扰动算子和莱维飞行策略。其次,将ISSA与SSA、鲸鱼优化算法(WOA)等5种优化算法进行基准测试函数对比。最后,利用ISSA优化KELM神经网络的正则化系数和高斯核参数,进行温度补偿实验。仿真实验与温度补偿实验结果表明:ISSA的稳定性和寻优精度最佳,ISSA-KELM可以最准确地预测温度和加速度并降低温度加速度交叉敏感引起的误差,验证了模型的有效性。 展开更多
关键词 麻雀搜索算法 KELM神经网络 光纤光栅加速度传感器 温度补偿
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磁电速度传感器灵敏度冲击校准方法
2
作者 张振泽 张美云 +1 位作者 隋丽 姜琦 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第2期30-34,共5页
针对现有磁电速度传感器灵敏度校准的相关标准中,存在不适合对大冲击速度传感器进行校准的问题,提出马歇特锤冲击和坠落冲击校准方法。该方法基于冲击产生速度变化原理,通过测试冲击速度和反跳速度,得到加载到速度传感器上的速度变化,... 针对现有磁电速度传感器灵敏度校准的相关标准中,存在不适合对大冲击速度传感器进行校准的问题,提出马歇特锤冲击和坠落冲击校准方法。该方法基于冲击产生速度变化原理,通过测试冲击速度和反跳速度,得到加载到速度传感器上的速度变化,实现了传感器在瞬时、大冲击速度加载条件下的灵敏度校准。 展开更多
关键词 磁电速度传感器 校准 灵敏度 冲击
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基于车载角速度传感器的汽车横摆角速度失稳控制
3
作者 刘欢 刘玄 +1 位作者 李鹏 范晨晖 《现代制造工程》 北大核心 2025年第2期54-60,共7页
为保证汽车平稳运行,提出了基于车载角速度传感器的汽车横摆角速度失稳控制方法。首先,利用车载角速度传感器获取汽车的横摆角速度数据,并由此建立观测信号描述与解析方程;然后,在横摆动力学理论下,设定汽车横摆角速度失稳判断指标,对... 为保证汽车平稳运行,提出了基于车载角速度传感器的汽车横摆角速度失稳控制方法。首先,利用车载角速度传感器获取汽车的横摆角速度数据,并由此建立观测信号描述与解析方程;然后,在横摆动力学理论下,设定汽车横摆角速度失稳判断指标,对比汽车横摆角速度的实际值与理想值,通过模糊规则将汽车横摆角速度的实际值与理想值的差值转化为模糊变量,并利用模糊集合对判断指标进行融合;最后,根据融合结果确定汽车横摆角速度的控制力矩,实现汽车横摆角速度失稳控制。结果表明:以蛇形工况为测试案例,使用所研究方法控制后的汽车横摆角速度小于15 rad/s,未超出极限数值,可以保证汽车车轮在同一标准下变化,有效控制横摆角速度的稳定,保证汽车平稳运行。 展开更多
关键词 车载角速度传感器 汽车横摆角速度 汽车失稳 控制方法
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WO_(3)掺杂Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_(4)O_(15)压电陶瓷及其加速度传感器的制备与特性研究
4
作者 郇正利 冯云云 +2 位作者 费璇 常宁 季惠明 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2216-2227,共12页
以W^(6+)取代Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_(4)O_(15)(NBT)的B位Ti^(4+),采用传统固相法制备了Na_(0.5)Bi_(4.5)W_(2/3x)Ti_(4-x)O_(15)(NBTW-100x,0≤x≤0.16)铋层状压电陶瓷,系统研究了NBTW-100x压电陶瓷结构及性能的变化规律,揭示了异质离子... 以W^(6+)取代Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_(4)O_(15)(NBT)的B位Ti^(4+),采用传统固相法制备了Na_(0.5)Bi_(4.5)W_(2/3x)Ti_(4-x)O_(15)(NBTW-100x,0≤x≤0.16)铋层状压电陶瓷,系统研究了NBTW-100x压电陶瓷结构及性能的变化规律,揭示了异质离子掺杂改性机制,阐明了提升材料压电性能和高温电阻率的最优条件。研究结果表明:当x=0.12时,NBTW-100x陶瓷综合性能最佳,其压电系数d_(33)=24.4 pC/N,居里温度T_C=633.2℃,电阻率ρ=2.58×10^(12)Ω·cm,且在500℃保温1 h后,其压电系数d_(33)和电阻率分别高达23.6 pC/N和6.75×10^(6)Ω·cm,是500℃高温下压电式加速度传感器的理想材料。基于NBTW-12压电陶瓷开发了压缩型压电式加速度传感器产品,其灵敏度在10~10000 Hz内相对偏差为13.29%,在室温至500℃的温度范围内,灵敏度偏差仅为±5%,且在500℃下的绝缘电阻高达4×10~7Ω,有望应用于飞机发动机、风机传动、旋转机械等关键部件的振动监测及故障诊断等方面。 展开更多
关键词 铋层状 热稳定性 Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_(4)O_(15) 加速度传感器
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叠片导磁棒式集成化速度传感器的建模与实验
5
作者 丁川 朱子帅 +2 位作者 夏宁 高鹏辉 裴升祥 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第8期1583-1589,1652,共8页
为了提高液压缸与速度传感器之间的集成度,提出基于磁感应式设计理念的速度传感器.该传感器用液压缸活塞运动改变缸体不同位置的磁通量,用霍尔元件感应磁通量的变化,实现位移和速度的测量.参考行业内叠压硅钢片的方式,通过将导磁棒离散... 为了提高液压缸与速度传感器之间的集成度,提出基于磁感应式设计理念的速度传感器.该传感器用液压缸活塞运动改变缸体不同位置的磁通量,用霍尔元件感应磁通量的变化,实现位移和速度的测量.参考行业内叠压硅钢片的方式,通过将导磁棒离散化再叠片的方式进行涡流抑制来改善传感器的动态性能,通过公式推导和Maxwell三维仿真模型验证叠片厚度对叠片式导磁棒涡流损耗的影响.使用叠片式导磁棒的新式传感器与标准传感器,开展对比标定实验.结果表明,当输入正弦流量信号时,使用叠片式导磁棒的新式传感器的复现频率达到5 Hz;当输入阶跃流量信号时,响应滞后时间降至0.30 s.结果验证了优化方案的可行性. 展开更多
关键词 液压缸 速度传感器 Maxwell仿真 叠片式导磁棒 标定实验
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考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性
6
作者 王福谦 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第2期441-450,共10页
为研究考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性,将理论分析与计算机数值模拟相结合,利用保角变换法、格林函数法和MATLAB软件,对考虑边缘效应的平行板电容器电场和电容进行讨论,并研究电容式地震加速度传感器的输出特性,分析了... 为研究考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性,将理论分析与计算机数值模拟相结合,利用保角变换法、格林函数法和MATLAB软件,对考虑边缘效应的平行板电容器电场和电容进行讨论,并研究电容式地震加速度传感器的输出特性,分析了传感器误差随参数的变化情况,讨论了影响其输出特性的因素,给出了传感器参数的取值范围,明确了改善地震加速度传感器输出特性的途径,并通过变压器桥式电路实现了对地震加速度的测量。 展开更多
关键词 边缘效应 电容式地震加速度传感器 数值模拟 加速度 输出特性
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计及边缘效应的双差动电容式加速度传感器的输出特性
7
作者 王福谦 《计量学报》 北大核心 2025年第5期709-715,共7页
为了实现对二维加速度的准确测量,在计及边缘效应的变极距及变夹角的平板电容器电容的基础上,运用计算机数值模拟,研究计及边缘效应的双差动平板电容式加速度传感器和双差动电容角位移传感器的输出特性。数值模拟结果表明,输出特性优化... 为了实现对二维加速度的准确测量,在计及边缘效应的变极距及变夹角的平板电容器电容的基础上,运用计算机数值模拟,研究计及边缘效应的双差动平板电容式加速度传感器和双差动电容角位移传感器的输出特性。数值模拟结果表明,输出特性优化后的双差动平板电容式加速度传感器和电容角位移传感器,其灵敏度不低于1.4 pF/(m·s^(-2))和7.5 pF/rad,且均具有良好的线性度;在计边缘效时,可减小这2种传感器的测量误差,对于文中给定的传感器的几何尺寸和测量范围,减小的绝对误差最大值可达约1 m/s2和0.012 5 rad。将双差动平板电容式加速度传感器和双差动电容角位移传感器组合,构成二维双差动电容式加速度传感器,该加速度传感器具有结构简单、测量准确度高等优点,可用于测量线运动和轴向翻滚。 展开更多
关键词 力学计量 加速度传感器 双差动电容 边缘效应 二维加速度 测量误差 输出特性
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基于一阶线性自抗扰控制器的同步磁阻电机无速度传感器控制 被引量：8
8
作者 王建渊 王海啸 +2 位作者 尹忠刚 李英杰 景航辉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期4405-4421,共17页
同步磁阻电机在实现无速度传感器控制时出现交叉耦合效应,导致dq轴电感随着电流发生非线性变化,转速环使用传统PI控制器已无法满足系统较强的抗扰性能和较高的转子位置估计精度。为了改善此问题,该文提出一阶线性自抗扰控制器的同步磁... 同步磁阻电机在实现无速度传感器控制时出现交叉耦合效应,导致dq轴电感随着电流发生非线性变化,转速环使用传统PI控制器已无法满足系统较强的抗扰性能和较高的转子位置估计精度。为了改善此问题,该文提出一阶线性自抗扰控制器的同步磁阻电机无速度传感器控制策略,利用其机械运动状态方程,将同步磁阻电机的交叉耦合效应及负载扰动变化视为扰动。首先通过扩张状态观测器对负载扰动快速观测并进行前馈补偿,以此来提高系统抗扰性;其次利用静止实验法,得到dq轴磁链与电流的非线性函数模型,将该模型运用至磁链观测器中,以减小交叉耦合效应,提高转子位置估计精度;最后在1.5 kW的同步磁阻电机对拖加载实验平台上进行实验,验证了该控制方案的有效性。 展开更多
关键词 同步磁阻电机 磁链观测器 一阶线性自抗扰控制器 交叉耦合 无速度传感器控制
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基于WOA-ELM的空间分层结构FBG三维振动加速度传感器非线性解耦 被引量：4
9
作者 孙世政 武宇峰 +2 位作者 何江 徐向阳 陈仁祥 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期139-147,共9页
针对三维振动加速度传感器存在的维间耦合干扰问题,以空间分层结构光纤布拉格光栅(FBG)三维振动加速度传感器为研究对象,阐述了三维振动加速度传感的基本原理。其次,构建了振动加速度动态标定实验平台,并分析了传感器的结构耦合特性。最... 针对三维振动加速度传感器存在的维间耦合干扰问题,以空间分层结构光纤布拉格光栅(FBG)三维振动加速度传感器为研究对象,阐述了三维振动加速度传感的基本原理。其次,构建了振动加速度动态标定实验平台,并分析了传感器的结构耦合特性。最后,提出一种基于鲸鱼算法优化极限学习机(WOA-ELM)的神经网络模型并进行了非线性解耦实验,其结果显示,在x、y、z三轴的平均测量误差分别降至1.58%、1.17%、0.95%,平均I类和II类误差最大值分别降至0.73%和0.37%。为验证解耦效果,将WOA-ELM与其他算法等进行解耦效果对比。结果表明,WOA-ELM更有效地降低三维振动加速度传感器的维间耦合干扰,提高测量精度。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 三维振动加速度传感器 维间耦合 鲸鱼优化算法 极限学习机
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球体质量块型六维加速度传感器的最大工作频率
10
作者 尤晶晶 史浩飞 +1 位作者 张显著 陆祎萌 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第7期51-53,58,共4页
工作频带是加速度传感器的重要性能指标之一,但六维加速度传感器的最大工作频率目前尚不明确。鉴于此,分别以实心球体质量块型和空心球体质量块型六维加速度传感器为研究对象,构建了系统最大工作频率的数学模型。首先,通过虚拟实验,获... 工作频带是加速度传感器的重要性能指标之一,但六维加速度传感器的最大工作频率目前尚不明确。鉴于此,分别以实心球体质量块型和空心球体质量块型六维加速度传感器为研究对象,构建了系统最大工作频率的数学模型。首先,通过虚拟实验,获得了传感器基频及最大工作频率与质量块直径和支链刚度之间的数据对。接着,分别绘制了基频和最大工作频率的性能图谱,并运用多元线性回归理论拟合了数据对。最后,运用线性包络原理建立了2个频率之间的映射关系。结果表明,最大工作频率始终介于基频的1/35~1/30区间内。 展开更多
关键词 六维加速度传感器 动力学 基频 工作频率 包络
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基于三轴角加速度传感器的姿态解算方法
11
作者 王美玲 刘钰倩 +3 位作者 翟朝阳 王思劢 肖志恒 谢杉杉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1095-1101,共7页
低成本MEMS惯性导航系统由于惯性器件精度低,造成姿态解算误差大,为减小姿态解算误差,提出一种采用角加速度传感器与陀螺组合的基于扩展状态向量的姿态解算方法。姿态解算系统由角加速度传感器与低成本MEMS陀螺构成,将角加速度加入状态... 低成本MEMS惯性导航系统由于惯性器件精度低,造成姿态解算误差大,为减小姿态解算误差,提出一种采用角加速度传感器与陀螺组合的基于扩展状态向量的姿态解算方法。姿态解算系统由角加速度传感器与低成本MEMS陀螺构成,将角加速度加入状态向量,并构建姿态解算模型。在角加速度传感器数据滤波与积分后初步解算姿态,再采用卡尔曼滤波融合MEMS陀螺数据实现姿态的解算。转台实验表明,所提算法能减小解算过程中的漂移误差,相较于仅采用MEMS陀螺的姿态解算方案,平均绝对误差减小量在43.48%~55.52%,提高了低成本惯性导航系统的姿态解算精度。 展开更多
关键词 惯性导航 姿态解算 角加速度传感器
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基于扩张滑模-锁相环的感应电机无速度传感器矢量控制 被引量：4
12
作者 赵琨 宋宝 +1 位作者 唐小琦 周向东 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期8270-8278,I0029,共10页
在高性能感应电机无速度传感器矢量控制系统中,需要对转子磁链与转速进行准确的估计,而电动势项包含直流偏置,影响了转子磁链的准确估计。而且传统的正交锁相环方法在加减速工况下,转速估计难以收敛至实际值。该文针对这两个问题,首先,... 在高性能感应电机无速度传感器矢量控制系统中,需要对转子磁链与转速进行准确的估计,而电动势项包含直流偏置,影响了转子磁链的准确估计。而且传统的正交锁相环方法在加减速工况下,转速估计难以收敛至实际值。该文针对这两个问题,首先,设计一种以定子电流与电动势为状态变量的Super-Twisting滑模观测器,结合可编程滤波器来估计转子磁链,以提升转子磁链估计精度;其次,提出一种基于扩张滑模锁相环的速度估计方法,提高加减速工况下的转速估计性能;最后,通过1.5 kW感应电机测试平台验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 感应电机 无速度传感器控制 扩张滑模观测器 锁相环
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基于模糊扩展卡尔曼的直线感应电机无速度传感器控制 被引量：1
13
作者 丰富 胡海林 +2 位作者 葛琼璇 杨杰 程浪 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1168-1179,共12页
直线感应电机(linear induction motor,LIM)可实现无接触、无摩擦的直线运动,具有爬坡强、横断面小、低噪音等优势,在中低速磁悬浮与城市轨道交通中被广泛应用。其中,基于观测器的电机无速度传感器矢量控制方法,是解决速度传感器成本高... 直线感应电机(linear induction motor,LIM)可实现无接触、无摩擦的直线运动,具有爬坡强、横断面小、低噪音等优势,在中低速磁悬浮与城市轨道交通中被广泛应用。其中,基于观测器的电机无速度传感器矢量控制方法,是解决速度传感器成本高、可靠性低、维护难等问题的有效途径。针对LIM速度辨识受系统内外扰动影响导致观测精度下降问题,提出基于模糊扩张卡尔曼滤波(Fuzzy Extended Kalman Filter,FEKF)的速度观测方法,提高观测器鲁棒性。首先在αβ坐标系下建立考虑动态边端效应的LIM数学模型,利用LIM的实时电流和电压作为输入信号,以电流、磁链和速度作为状态变量,推导出基于扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter,EKF)观测器电机状态空间方程的离散模型,利用EKF对LIM的速度和磁链进行在线观测,并用于实现LIM的矢量控制。其次,为提高EKF的噪声协方差矩阵Q对LIM系统内外扰动的鲁棒性,引入模糊控制方法对矩阵Q进行自适应调整,实现速度与磁链的估计精度。具体通过计算系统理论残差与实际残差的偏离程度得到噪声调节因子,实时调整噪声协方差矩阵Q,并在下一周期更新模糊扩展卡尔曼的反馈增益矩阵,提高对速度与磁链的估计精度。之后对系统的能观性与FEKF的收敛性进行分析,探明矩阵Q中各参数的边界及整定规律。最后通过仿真和硬件在环实验验证所提FEKF优化算法的有效性,结果表明FEKF能有效提高对LIM速度辨识准确性,实现LIM无速度传感器矢量控制。 展开更多
关键词 直线感应电机 无速度传感器 模糊扩展卡尔曼滤波 边端效应 系统噪声
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基于音圈电机的低频伺服加速度传感器设计与分析
14
作者 刘彦莹 周振华 +2 位作者 刘志强 刘鑫 戴志辉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第12期29-35,54,共8页
加速度传感器的测量上限受制于其固有频率,为提高传感器测量性能,设计了一种基于音圈电机控制的加速度传感器,并搭建了实验样机,通过参数辨识得知反馈控制引入了16248.35 N/m的电控刚度。对传感器样机的频率响应特性等进行了分析,得到... 加速度传感器的测量上限受制于其固有频率,为提高传感器测量性能,设计了一种基于音圈电机控制的加速度传感器,并搭建了实验样机,通过参数辨识得知反馈控制引入了16248.35 N/m的电控刚度。对传感器样机的频率响应特性等进行了分析,得到其带宽为0~49 Hz,对2~11 Hz频率的激励信号具有良好的测量效果,其线性度为1.6%,灵敏度为1.52 V/g,分辨率为0.0015 g,量程为±0.079 g。 展开更多
关键词 音圈电机 低频加速度传感器 固有频率 参数辨识 反馈控制 频率特性
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压电加速度传感器电激励自校准方法研究 被引量：3
15
作者 陈乐 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期52-56,共5页
为解决加速度计难以实现定期校准、校准成本高、难以满足长期工作需求等问题,对带有驱动端口的压电加速度传感器的自校准方法进行了研究。利用振动台校准方法以及基于驱动压电元件的逆压电效应,通过对传感器驱动端口电激励可实现驱动压... 为解决加速度计难以实现定期校准、校准成本高、难以满足长期工作需求等问题,对带有驱动端口的压电加速度传感器的自校准方法进行了研究。利用振动台校准方法以及基于驱动压电元件的逆压电效应,通过对传感器驱动端口电激励可实现驱动压电元件的转换灵敏度测试,并实现加速度计的现场原位校准。将校准结果与振动台校准方法的校准结果进行对比,实验结果表明,在频率范围5~10000 Hz,自校准灵敏度结果与振动台灵敏度校准结果一致,误差在±2%以内,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 计量学 压电加速度传感器 自校准 电激励 现场原位校准
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基于电流误差加权转速自适应律的异步电机无速度传感器设计方法 被引量：2
16
作者 李琰琰 王帅 +3 位作者 郭磊磊 靳雪妍 楚之乐 金楠 《智慧电力》 北大核心 2024年第1期95-101,115,共8页
针对异步电机无速度传感器低速运行不稳定的问题,提出一种基于电流误差加权转速自适应律的异步电机无速度传感器设计方法。首先,采用小信号线性化模型分析方法说明转子磁链误差与励磁电流误差之间的关系,进而得出新的转速自适应律;然后... 针对异步电机无速度传感器低速运行不稳定的问题,提出一种基于电流误差加权转速自适应律的异步电机无速度传感器设计方法。首先,采用小信号线性化模型分析方法说明转子磁链误差与励磁电流误差之间的关系,进而得出新的转速自适应律;然后,推导所提转速自适应律的开环传递函数,采用劳斯稳定性判据得出系统稳定运行的条件,借助MATLAB软件确定加权系数的取值;最后,将反馈矩阵引入含有改进转速自适应律的系统中,分析所提方法的极点分布规律。实验分析表明,所提方法具有较好的稳定性和优越性。 展开更多
关键词 异步电机 无速度传感器 改进转速自适应律 自适应全阶观测器 低速稳定性
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基于改进混合模型转子磁链观测器的异步电机无速度传感器控制 被引量：1
17
作者 郭磊磊 靳雪妍 +3 位作者 朱虹 李琰琰 王帅 金楠 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期178-187,共10页
针对异步电机无速度传感器控制由于估计转子磁链不准确导致控制精度不佳的问题,提出了一种改进的混合模型转子磁链观测器设计方法。首先,介绍了常规的异步电机磁链观测方法,并借助异步电机的复矢量模型和特征函数详细分析了常规Gopinat... 针对异步电机无速度传感器控制由于估计转子磁链不准确导致控制精度不佳的问题,提出了一种改进的混合模型转子磁链观测器设计方法。首先,介绍了常规的异步电机磁链观测方法,并借助异步电机的复矢量模型和特征函数详细分析了常规Gopinath型转子磁链观测器存在的主要问题。其次,为了解决常规磁链观测器存在的缺点,提出了一种改进的特征函数设计方法,进而得到了一种改进的混合模型转子磁链观测器。再次,基于特征函数和频率响应函数,进一步对比研究了常规Gopinath型转子磁链观测器和所提改进的混合模型转子磁链观测器的参数灵敏性。最后,利用所提混合模型转子磁链观测器的磁链观测结果和锁相环,实现了异步电机的无速度传感器控制。基于StarSim和YXSPACE-SP2000平台的对比实验结果,验证了所提混合模型转子磁链观测器的参数鲁棒性,同时也验证了所提无速度传感器控制策略的有效性。 展开更多
关键词 异步电机 混合模型磁链观测器 特征函数 参数灵敏性 无速度传感器
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基于NDE-FLNN与零极点配置法的六维加速度传感器动态性能补偿
18
作者 郝喆 于春战 +1 位作者 张佳林 孙治博 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期109-117,共9页
六维加速度传感器可广泛应用于类人机器人领域的动态全息检测,从而保障机器人运动柔顺性与稳定性。现有六维加速度传感器存在响应速度慢、响应范围窄等动态特性差的问题,限制了传感器对测量载体实时动态位姿信息的敏锐、宽范围响应。针... 六维加速度传感器可广泛应用于类人机器人领域的动态全息检测,从而保障机器人运动柔顺性与稳定性。现有六维加速度传感器存在响应速度慢、响应范围窄等动态特性差的问题,限制了传感器对测量载体实时动态位姿信息的敏锐、宽范围响应。针对这一问题,开展六维加速度传感器时频域动态性能补偿研究。利用差分方程建立传感器的动态模型,提出一种基于NDE-FLNN的高精度动态模型参数辨识算法,并进一步推导动态补偿模型补偿传感器的响应速度,提升传感器的时域动态性能。之后,基于零极点配置法设计传感器各通道动态补偿器,消除原极点并引入新极点,拓展传感器响应范围,改善传感器频域动态性能。实验结果表明,相比于DE-FLNN算法,改进后的NDE-FLNN算法能够更高精度地辨识传感器动态模型参数,传感器补偿后各分量的调节时间减少至原先一半左右,均在150 ms以内,工作带宽由22 Hz拓展至84 Hz,传感器时频域动态性能得到显著提升。 展开更多
关键词 六维加速度传感器 差分方程 NDE-FLNN 零极点配置法 动态性能补偿
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复合腔高温法珀加速度传感器的设计与实验
19
作者 秦锋 郑渟渟 +1 位作者 谭佳航 王宁 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2024年第21期3174-3183,共10页
针对铅铋堆高温高压液态流动金属环境下(500℃,2 MPa),堆内组件流致振动磨损监测中高灵敏度、小量程振动监测的需求,提出了一种基于MEMS工艺的复合腔高温法珀加速度传感器。依据十字梁-质量块敏感结构的力学模型,分析了不同结构参数对... 针对铅铋堆高温高压液态流动金属环境下(500℃,2 MPa),堆内组件流致振动磨损监测中高灵敏度、小量程振动监测的需求,提出了一种基于MEMS工艺的复合腔高温法珀加速度传感器。依据十字梁-质量块敏感结构的力学模型,分析了不同结构参数对传感器灵敏度、量程和一阶固有频率的影响,从而确定敏感结构的尺寸参数。然后,采用双面键合工艺实现复合腔传感器芯片的加工,并完成传感器的封装及制作。最后,搭建传感器测试平台,测试了传感器的动态特性、灵敏度、量程及温度特性。实验结果表明:传感器的工作温度可达500℃,在2~30 Hz的频率内能够实现7.69 nm/g的灵敏度,量程为-11g~11g,分辨率为0.04g。该加速度传感器能够满足铅铋堆内的流致振动测量的需求,有望实现燃料组件磨损状态的有效监测。 展开更多
关键词 加速度传感器 复合腔 高温 振动测量
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面向低频振动测量的双光纤光栅加速度传感器研究
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作者 于瑞红 姚振静 +3 位作者 罗青山 王妍 罗鑫 邱忠超 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第8期157-163,共7页
低频振动测量对地震海啸等灾害预警、地质勘探和能源开发等领域具有重要意义。针对现有FBG加速度传感器测量低频振动时灵敏度较低的问题,提出一种高灵敏度低频双FBG加速度传感器。采用十字簧片作为拾振结构,理论分析传感器的振动响应特... 低频振动测量对地震海啸等灾害预警、地质勘探和能源开发等领域具有重要意义。针对现有FBG加速度传感器测量低频振动时灵敏度较低的问题,提出一种高灵敏度低频双FBG加速度传感器。采用十字簧片作为拾振结构,理论分析传感器的振动响应特性,给出传感器的谐振频率和灵敏度公式。建立传感单元的数学模型,对传感单元结构参数进行优化,并利用有限元仿真验证理论分析结果,最后制作传感器实物并对其进行性能测试。结果表明,传感器固有频率为65 Hz,在3~45 Hz频段具有平坦的灵敏度响应,动态范围为73 dB@10 Hz,灵敏度为1498.29 pm/g,线性度为0.9998,横向串扰为–33.99 dB,能够满足工程中低频振动检测的要求。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅(FBG) 加速度传感器 十字簧片 低频振动
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