变采样周期和多包传输的非线性NCS故障检测

研究具有多包传输、时变采样周期和未知干扰输入的Lipschitz非线性网络控制系统的故障检测问题。利用主动变采样周期的方法将多包传输的非线性连续网络控制系统建模为离散切换系统,设计基于观测器的鲁棒故障检测滤波器构造残差产生系统,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了使闭环系统渐近稳定的充分条件及故障检测滤波器的增益矩阵。最后运用仿真算例说明了故障检测滤波器的残差产生系统对故障具有敏感性,同时对外部扰动输入具有鲁棒性。     

Si基双环级联光学谐振腔应变检测研究

绝缘衬底上的硅材料制备的光学微环谐振腔结构具有高灵敏度、结构尺寸小和极低模式体积等特性,被广泛应用到光信息传递、惯性导航领域,但极少被应用到力学信号的测试,为此,研究了一种基于硅基光学微环谐振腔结构的悬臂梁式应力/应变敏感计,利用微环谐振腔环形波导径向形变量作为感应应力的中间物理量,在外界应力作用下,环形波导的半径将发生改变,使结构的光学谐振参数产生变化,从而使光学微环谐振腔谐振谱线发生明显红移,体现出良好的应力/应变敏感特性;通过设计双环级联光学微腔,并采用MEMS光刻、ICP腐蚀工艺制备了嵌入式光学微腔应变计结构,结合理论计算了悬臂梁结构的应力应变敏感特性,经仿真及实验得到,应变计结构的应力/应变灵敏度分别为0.185 pm·kPa-1,18.04 pm·microstrain-1,与单环微腔结构相比,线性量程增加了近50.3%,应力灵敏度提高了近10.6%,初步验证了嵌入式光学微腔结构进行高灵敏度应力/应变检测的可行性,有望实现新型光学力敏传感器件的微型化、集成化。     

适用于挂飞投放试验的高可靠分离检测系统设计

挂飞投放试验在新型型号的研制过程中作为考核性试验项目应用的逐步广泛,分离检测作为挂飞试验的关键步骤,直接关系试验成败,因此对于分离系统提出了高可靠的要求,针对分离机构、拓扑逻辑设计及信号检测设备等方面开展了详细的设计,采取了双冗余等多种设计措施提升全系统的可靠性,设计结果可以吸收三度故障及部分四度故障,通过多次试验考核,表明该系统设计具有良好的可靠性。     

基于加速度矢量特征的老人跌倒检测装置设计

针对老人意外跌倒的及时救助问题,设计了一种基于加速度矢量特征的老人跌倒检测装置。该装置结合加速度传感器MMA8452Q、GSM通信和GPS定位技术,通过分析人体姿态变化时的加速度矢量特征,利用加速度Z轴分量和加速度幅值作为跌倒判定的基础准则,并且考虑到跌倒后是否严重未起来,以加速度幅值的瞬时变化值为辅助提高了对于跌倒检测求助事件的判定准确性,据此远程报警并发送老人位置信息以及时施救。实测结果表明,该装置能准确地辨别出老人日常行为和意外跌倒需要求助状态并进行报警,降低跌倒带来的风险,实用性强。     

多频信号的自适应随机共振检测方法

针对系统输入端待测信号为低频与中高频情形,分别建立了多频信号的自适应随机共振检测方法,即通过分析待测输入信号的频率特性和信号并行输入个数,对于低频信号,固定步长,自动调节系统参数;对于中高频信号,利用外加周期信号的频率,选取合适的测量指标来衡量随机共振现象的发生,并且寻求最优系统参数,在随机共振输出信号频域中提取待测信号的频率.与传统的自适应随机共振信号检测方法相比,采用色噪声,更符合实际背景,更精确地提取待测信号的频率.仿真结果与分析的一致,表明方法有效可行,有良好的应用前景.     

基于梯度矢量流和主动轮廓模型的海陆边界提取

利用边缘检测与主动轮廓模型组合的方法可提取海陆边界线,但易受轮廓跟踪的缺点影响.在该方法的基础上,利用边缘检测与梯度矢量流的有向力作用生成初始轮廓线,再使用主动轮廓模型对初始轮廓线进行调整,得到精确的海陆边界.实验证明该方法可简便地生成有效的初始轮廓线并准确提取海陆边界,避免使用轮廓跟踪法.该方法可利用GIS数据辅助以简化提取流程.     

Unsharp spin observables, non-locality and Fry, Walther and Li experiment

Recently it has been demonstrated that Bell inequalities for spin 1/2 particles must be modified if unsharp spin observables are considered, and furthermore, the modified Bell inequalities may not be violated by quantum mechanics if the observables are sufficiently unsharp. In case of massive particles there may be more imperfection than seems to appear in the photon EPR experiments. So the experiment proposed by Fry, Walther and Li can place experimental limits on the unsharpness of spin variables. It sheds new light on the much debated issues like non-local correlations in quantum mechanics.     

纵向带状裂隙形貌的逆时偏移超声成像

传统的工业超声成像方法通常只能确定缺陷的位置与横向尺寸,无法获得缺陷的形貌信息.一些特殊的缺陷,如纵向裂纹,是典型的例子.基于多阵元技术,开展了固体介质缺陷逆时偏移超声成像方法的数值与实验研究.针对铝块平底纵裂纹及内部纵裂纹两种传统方法无法有效成像的缺陷,首先开展了单分量逆时偏移成像方法研究,给出了基于数值仿真的逆时偏移成像结果以及基于多阵元超声成像实验系统实验测试的逆时偏移成像结果.进一步开展了基于多分量位移检测与转换横波分离的逆时偏移成像方法研究,并提出了基于新型多分量激光干涉仪进行检测的思路.数值仿真结果证实了多分量逆时偏移图像重建结果可以克服单分量方式的缺点,得到明显优于单分量检测时的图像.     

Acoustic-based damage detection method

Most of the structural health monitoring (SHM) methods is either based on vibration-based and contact acoustic emission (AE) techniques. Both vibration-based and acoustic emission techniques require attaching transducers to structure. In many applications, such as those involving hot structural materials for thermal protection purposes or in rotating machines, non-contact measurements would be preferred because the operating environment is prohibitive leading to potential damage in contact sensors or their attachments. In this paper, a new non-contact, acoustic-based damage detection method is proposed and tested with an objective that the proposed method is able to detect the location and extend of damage accurately. The proposed acoustic-based damage detection method is a direct method. In this proposed method, changes in vibro-acoustics flexibility matrices of the damage and health structure are used to predict the location and extend of damage in the structure. A case study involving actual measured date for the case of a fixed–fixed plate structure is used to evaluate the effectiveness of the proposed method. The results have shown that the proposed acoustic-based damage detection method can be used to detect the location and extend of the damage accurately.