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激波风洞驻点热流测量误差机理及其不确定度研究

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实验流体力学 2015年第5期29卷 15-25页

作者：曾磊桂业伟王安龄秦峰张昊元中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

详细分析了测热传感器安装后驻点区曲率变化对局部流场变化和热流变化的影响规律,并根据不同传感器的类型和敏感元件的组成情况,研究给出了修正方法和修正系数;研究了传感器表面温升与热流之间的相互影响关系,对热流实测结果进行了修正... 详细信息

详细分析了测热传感器安装后驻点区曲率变化对局部流场变化和热流变化的影响规律,并根据不同传感器的类型和敏感元件的组成情况,研究给出了修正方法和修正系数;研究了传感器表面温升与热流之间的相互影响关系,对热流实测结果进行了修正。同时,研究了来流流场的微小变化对热流的影响,分析了传感器组成尺寸、人为读数、传感器重复使用等随机因素对热流测量的影响,并结合随机误差分析理论给出了不确定度的评定方法,计算得到了某次热流试验中的测量不确定度。并由此给出了对传感器制作和测热试验方法的改进建议。该文的研究内容有利于进一步提高热流测量精度,为高超声速飞行器的研制提供参考。

关键词：高超声速飞行器热流测量误差机理不确定度评定

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传声器次声段灵敏度校准的误差机理研究

应用声学 2021年第6期40卷 926-936页

作者：刘迪刘爱冰陈峰张帆王慧恒武际兴山东理工大学交通与车辆工程学院淄博255000 杭州新声传感科技有限公司杭州310000

次声波广泛存在于自然界与人类活动中,由于次声波具有穿透能力强、衰减小等特点,隔离和消除十分困难,对次声的监测防护与利用成为人们关注的焦点。次声波的定量研究依托传声器的测量实现,对传声器的灵敏度原级校准是保证测量精度的前提... 详细信息

次声波广泛存在于自然界与人类活动中,由于次声波具有穿透能力强、衰减小等特点,隔离和消除十分困难,对次声的监测防护与利用成为人们关注的焦点。次声波的定量研究依托传声器的测量实现,对传声器的灵敏度原级校准是保证测量精度的前提。该文基于活塞发生器校准原理下的压力泄漏与热传导耦合衰减模型,在COMSOL多物理场仿真软件中对校准腔和传声器后腔内的声场特征进行了数值仿真。创新性地提出了模型比较法,准确量化了次声段校准核心的泄漏、热传导独立与耦合修正量,验证并揭示了声压泄漏与热传导损失的幅值与相位变化机理。进一步地对传声器的次声段灵敏度校准过程进行了联合数值模拟,仿真结果表明,内外均压校准声场下传声器灵敏度的幅相频响应存在明显差异,但与校准腔内的泄漏与热传导效应无关。基于搭建的活塞发生器原级校准平台对传声器系统进行了原级校准,通过实验手段初步揭示了内外均压校准机制下传声器幅值灵敏度与相位灵敏度的显著差异。

关键词：泄漏与热传导数值模拟幅相特性误差机理灵敏度的原级校准

滚动轴承故障特征频率实验改变与间谐波倍频误差机理研究

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机械传动 2016年第5期40卷 24-29页

作者：孙显彬谭继文文妍青岛理工大学机械工程学院山东青岛266033

滚动轴承故障特征频率计算一直是滚动轴承故障诊断和状态监测领域的重要理论依据。但实验发现,故障特征频率实验测得值与故障特征频率公式计算值并不完全吻合、相同实验条件下两组不同的实验数据得到的故障特征频率也不完全一致、谐波... 详细信息

滚动轴承故障特征频率计算一直是滚动轴承故障诊断和状态监测领域的重要理论依据。但实验发现,故障特征频率实验测得值与故障特征频率公式计算值并不完全吻合、相同实验条件下两组不同的实验数据得到的故障特征频率也不完全一致、谐波频率与基频并不是严格意义上的倍数关系,即存在间谐波倍频误差等诸多问题。随后深入并全面分析了特征频率实验改变机理以及间谐波倍频误差的根本原因,并以此为据从理论上探讨了误差改进方法,为滚动轴承故障诊断及方法改进提供了理论依据。

关键词：故障特征频率误差机理间谐波频率细化

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混合仿真电流源等值误差机理分析及改进

电力建设 2016年第6期37卷 38-42页

作者：肖湘宁杨洋陶顺陈鹏伟新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市102206

传统的机电-电磁暂态仿真中电磁侧在机电侧的等值方式主要有电流源、诺顿等值电路和功率源等。分析了电磁侧在机电侧电流源等效的误差产生机理,指出在电磁侧故障期间仅传递接口的电流幅值和相位难以满足机电侧的精确求解。结合接口的电... 详细信息

传统的机电-电磁暂态仿真中电磁侧在机电侧的等值方式主要有电流源、诺顿等值电路和功率源等。分析了电磁侧在机电侧电流源等效的误差产生机理,指出在电磁侧故障期间仅传递接口的电流幅值和相位难以满足机电侧的精确求解。结合接口的电压约束和功率约束,提出了一种区别于电流源的等值方式。该等值方式利用机电侧上一个步长的信息,将传统的电流源等值直接参与机电网络求解的方式改为迭代求解,从而改善了电流源等值方式,在故障期间由于不能保证接口功率传递,而带来的计算不准确问题。在PSCAD/EMTDC环境中,搭建了基于PSCAD+C架构的含有两回直流输电线路的,IEEE 39节点系统机电-电磁暂态混合仿真平台。仿真结果表明,所提出的电流源改进等值方式可以显著改善故障期间机电侧的仿真精度。

关键词：混合仿真误差机理等值方式电流源

基于SERF原子自旋陀螺仪的误差机理分析和数据处理

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基于SERF原子自旋陀螺仪的误差机理分析和数据处理

作者：何双双东南大学

学位级别：硕士

随着量子调控技术的发展,近年来新兴起的原子自旋陀螺已成为继机械陀螺、光学陀螺、微机电陀螺之后的一类新陀螺。在无自旋交换弛豫态(Spin-ExchangeRelaxation-Free,SERF)下,原子自旋陀螺的弛豫时间变长、相干性变好,以及原子密度得到... 详细信息

随着量子调控技术的发展,近年来新兴起的原子自旋陀螺已成为继机械陀螺、光学陀螺、微机电陀螺之后的一类新陀螺。在无自旋交换弛豫态(Spin-ExchangeRelaxation-Free,SERF)下,原子自旋陀螺的弛豫时间变长、相干性变好,以及原子密度得到提高,从而可有效提高信号信噪比,为原子自旋陀螺仪发展成为下一代高精度陀螺仪提供了有利条件。为了有效提高原子自旋陀螺的测量精度,分析原子自旋陀螺的误差机理,以及对原子自旋陀螺的随机误差建立可靠的误差模型并以之补偿陀螺输出显得十分必要。因此,本文针对原子自旋陀螺的误差机理和随机漂移进行了深入研究,主要的研究内容和工作如下:介绍了 SERF原子自旋陀螺仪的工作原理,建立了 SERF原子自旋陀螺仪的动力学模型,分析了其动力学特性。建立了 SERF原子自旋陀螺仪控制系统模型和误差模型,分析了 SERF原子自旋陀螺仪的噪声,其主要来源于原子自旋SERF状态的温度扰动、核自旋磁场扰动、驱动系统光位移扰动、原子自旋进动的调制检测偏置扰动,并分析了各误差对原子自旋陀螺精度的影响。开展了原子自旋进动检测方法的研究,提出了同时具有高灵敏、标度因数稳定、系统简单的闭环电光调制检测方法,并对此方法进行了实验验证。对关键器件——锁相放大器进行了设计以及仿真分析。最后分析了原子自旋陀螺的随机漂移特性,在此基础上,利用时间序列分析理论建立原子自旋陀螺随机漂移模型,并设计了合适的滤波器滤除随机漂移信号中的噪声,提高了原子自旋陀螺测量精度。

关键词： SERF 原子自旋陀螺仪动力学模型误差机理随机漂移

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硅微陀螺仪误差机理及试验研究

硅微陀螺仪误差机理及试验研究

作者：赵晓辉哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

硅微陀螺仪是近十几年发展起来的一种新型陀螺仪,它具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高、数字化等一系列优点。因此,硅微陀螺仪在航空航天、地质勘探、医学、汽车工业以及机器人等领域具有广阔的应用价值和前景。与其它陀螺仪相比硅... 详细信息

硅微陀螺仪是近十几年发展起来的一种新型陀螺仪,它具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高、数字化等一系列优点。因此,硅微陀螺仪在航空航天、地质勘探、医学、汽车工业以及机器人等领域具有广阔的应用价值和前景。与其它陀螺仪相比硅微陀螺仪精度不高,因此,目前主要应用于对精度要求不高的领域,如汽车工业、消费电子等领域。目前,国内对硅微陀螺仪的研究主要集中在提高精度和稳定性。由于制造工艺等条件短期内很难有大的突破,因而研究陀螺仪误差源和误差机理,从而进一步提高陀螺仪的精度和稳定性有着极为重要的意义。同时,硅微机械陀螺仪由于其材料特性,在输出的精度和稳定性上都会受到温度的影响。温度对硅微陀螺仪性能的影响也一直是惯性导航研究的重点课题。论文首先研究了微机械陀螺仪的动力学方程。分别在驱动模态和检测模态方向研究了动力学方程,并分析了影响陀螺仪灵敏度的主要因素;然后,研究了振动环形微机械陀螺仪的结构、工作原理及其检测机制;分析了振动环形陀螺仪的检测电路,推导出了陀螺仪灵敏度的公式。以此为基础,研究了降低噪声提高陀螺仪灵敏度的方法。其次,分析了硅微陀螺仪的主要误差源。运用Hamilton原理和Lagrange乘子法推导了振动环形微机械陀螺仪的运动方程。在此基础上,分析了振动环形微机械陀螺仪的误差源和误差机理。最后,通过试验研究了温度对陀螺仪参数的影响。在试验结果的基础上,研究了温度对标度因数和零偏的影响,并建立了温度—零偏模型。基于建立的模型,对由于温度使陀螺仪零偏产生的漂移进行了补偿。通过补偿,有效提高了陀螺仪的稳定性。

关键词：硅微陀螺仪振动环形误差机理误差补偿

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半球谐振陀螺误差机理与仿真研究

半球谐振陀螺误差机理与仿真研究

作者：徐泽远哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

半球谐振陀螺是一种新型的高精度、高稳定性、长寿命的固体振动陀螺,非常适合在空间飞行器、深空探测等长航时工作场合使用,为此发展半球谐振陀螺技术对于我国导航技术的快速发展具有十分重要的意义。目前,陀螺的结构误差以及环境因素... 详细信息

半球谐振陀螺是一种新型的高精度、高稳定性、长寿命的固体振动陀螺,非常适合在空间飞行器、深空探测等长航时工作场合使用,为此发展半球谐振陀螺技术对于我国导航技术的快速发展具有十分重要的意义。目前,陀螺的结构误差以及环境因素是影响陀螺精度的重要原因。所以本文以谐振子动力学模型为基础,分析加速度、偏心误差导致陀螺漂移机理,提出相应的误差补偿方法,最终达到提高陀螺精度的目的。本文的主要研究内容概述如下:1.建立了谐振子二阶谐振状态动力学模型。基于弹性力学薄壳理论,提出了一种谐振子动力学建模方法。针对整个谐振子进行动力学分析,推导了半球壳谐振子的变形几何方程、物理方程、平衡微分方程,建立了谐振子动力学方程。详细推导了谐振子的外载荷形式,利用布勃诺夫-伽辽金法求解谐振子动力学模型,给出了谐振子的比例系数和二阶谐振频率的表达式,计算值与实测数据进行了对比验证。2.基于加速度作用下谐振子动力学方程,并综合考虑加速度对谐振子的影响,给出了加速度作用下谐振子变形解析解表达式。提出了动力学建模解析解与有限元仿真数值解对比验证的方法,给出了解析解与有限元仿真解的拟合误差结果。3.分析了加速度导致的陀螺漂移机理。建立了多电极激励下谐振子动力学模型,结合该模型提出了增加并合理配置激励电极的控制方法,分析了不同控制方式下加速度对半球谐振陀螺控制系统的影响。进一步分析了加速度导致的陀螺漂移机理,建立了陀螺漂移误差模型。完成了陀螺仪在三轴转台上的位置翻滚实验,对陀螺漂移进行了测试,进行了误差补偿并给出了补偿结果。4.分析了偏心误差导致的陀螺漂移机理。推导了偏心误差模型,结合多电极激励谐振子动力学特性,分析了采用不同激励电极控制方式下,偏心误差对HRG振幅、速率控制系统的影响。给出了偏心误差引起的陀螺漂移仿真算法,分析了仿真结果,提出了陀螺制造及装配工艺过程中的改进措施。

关键词：半球谐振陀螺动力学模型控制系统误差机理陀螺漂移

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地磁矢量导航中误差机理与匹配方法研究

地磁矢量导航中误差机理与匹配方法研究

作者：陈卓国防科技大学

学位级别：硕士

地磁匹配是地磁导航的核心技术,传统的地磁匹配方法只利用了地磁总量信息作为单一的匹配特征,存在很大的局限性。而在同一片区域内当地磁场总量特征不明显时,往往具有明显的地磁矢量特征,因而此时用地磁矢量信息作为特征进行匹配,可以... 详细信息

地磁匹配是地磁导航的核心技术,传统的地磁匹配方法只利用了地磁总量信息作为单一的匹配特征,存在很大的局限性。而在同一片区域内当地磁场总量特征不明显时,往往具有明显的地磁矢量特征,因而此时用地磁矢量信息作为特征进行匹配,可以实现更高的定位精度。但是由于目前地磁矢量的测量精度远低于地磁总量测量精度,测量过程也更复杂,在很大程度上限制了地磁矢量匹配导航的发展与应用。针对以上问题,本文重点开展地磁矢量导航误差机理和匹配方法研究,旨在通过分析导航系统中各项误差的来源及其影响,针对不同情况构建成体系的地磁矢量匹配导航策略,并建立一套精度更高、速度更快、鲁棒性更强的地磁矢量匹配方法,为开展地磁矢量匹配导航提供理论与方法支撑。(1)阐述了地磁矢量导航原理、地磁矢量要素和测量方法,介绍了地磁轮廓线相关匹配(MAGCOM)和等值线最近点迭代(ICCP)这两种基本地磁矢量匹配算法;对地磁矢量匹配导航误差系统的进行了详细分析,分别对磁传感器、载体干扰、姿态角和地磁矢量匹配算法等误差源及其作用机理进行了理论与仿真分析,在此基础上提出了基于变异系数的误差权重计算方法,并针对不同情况对导航匹配策略进行了优化设计。(2)针对传统MAGCOM算法在参考航迹有较大航向差时无法有效校准的问题,提出了基于航向自适应的矢量相关匹配算法,并以惯导3?误差为半径、相邻等值线为网格节点设置匹配总量等值线搜索带,减少算法遍历数据点,在提升精度的同时降低了算法运算量,为高速、变速、非典型航迹下移动载体的导航提供了方法支撑。(3)针对传统ICCP算法匹配精度受地磁矢量测量误差影响大、迭代效率低、选点数量庞大等问题,提出了基于总量等值带和航向约束的地磁矢量匹配算法,阐述了等值带约束条件选择、航向约束条件下校正航迹优化以及相关匹配方法等关键步骤。通过仿真分析,对算法改进后能够降低地磁矢量测量误差的对算法匹配精度影响,同时匹配效率得到了提高,满足了长航时移动载体地磁矢量匹配导航的需求。

关键词：地磁矢量地磁导航误差机理相关匹配

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机载雷达组网空间误差机理分析

机载雷达组网空间误差机理分析