针对压电叠堆迟滞带来的非线性效应严重制约系统控制精度提升的问题, 该文提出了一种基于复合控制的压电驱动器控制方法, 对系统非线性误差进行建模补偿, 并基于数控芯片实现了嵌入式驱动设计。采用广义PI模型对被控压电促动器进行建模, 利用指数函数作为密度函数, 并基于粒子群算法对包络函数和密度函数进行参数寻优, 最终得到压电促动器的前馈补偿逆模型, 结合比例积分控制率实现系统的复合控制。同时采用数字信号处理结合现场可编程门阵列(DSP+FPGA)的数控架构, 既保证了逆模型求解过程在DSP中实现的便捷性, 又保证了采样及闭环控制在FPGA中实现的实时性及快速性。实验结果证明了所提设计方法的正确性及有效性。
压电陶瓷 迟滞 广义PI模型 复合控制 嵌入式系统 piezoelectric ceramics hysteresis generalized PI model compound control embedded system
1 国家电网安徽省电力有限公司电力科学研究院, 安徽 合肥 230601
2 国家电网安徽省电力有限公司, 安徽 合肥 230061
3 大连理工大学光电工程与仪器科学学院, 辽宁 大连116024
4 大连海事大学信息科学技术学院, 辽宁 大连116026
为满足油浸式变压器在线监测的需求,根据非共振光声光谱和无孔膜油气分离理论,将直径为40 mm的聚全氟乙丙烯(FEP)高分子膜与体积仅为0.3 mL的光声气室结合,设计了集成光声气体传感器和油气分离膜的微型传感模块,该模块具有体积小、油气分离时间短及可实时在线检测的优点。油中溶解的故障特征气体扩散进入气室中,利用近红外激光光声光谱技术、波长调制和二次谐波检测技术对气室中的气体进行高灵敏度检测。对特征气体C2H2检测的实验结果表明,在油温为60 ℃时,油中溶解气体传感系统可在3 h内实现油气分离平衡,其中对于体积分数为10 -6的油中溶解C2H2气体的体积分数测量误差在±30%之内。
光谱学 光声光谱 微量气体检测 波长调制 高电压与绝缘 油气分离
大连海事大学信息科学与技术学院, 辽宁 大连 116026
傅里叶叠层成像是一种新型的大视场、超分辨率显微成像技术。建立了宏观傅里叶叠层成像的物理与数学模型,给出了傅里叶叠层重建算法。搭建了实验系统,将傅里叶叠层成像技术应用于宏观成像领域,开展了实验研究。实验表明,宏观傅里叶成像方法能够大幅提高成像系统的分辨率。该技术在航空侦察和远距离成像等领域中具有潜在的应用价值。
成像系统 光学超分辨率 傅里叶叠层成像 激光与光电子学进展
2019, 56(12): 121101
1 大连海事大学信息科学技术学院，辽宁 大连 116026
2 嘉兴学院机电工程学院，浙江 嘉兴 314001
为了克服传统散货堆体积测量方法效率低下的不足，设计并实现了一套基于三维激光扫描的散货堆建模系统，使得操作者仅需手提扫描设备绕行被测货堆一周便可快速获得细节特征明显的三维模型。该系统以二维激光扫描仪为核心对散货堆形貌进行测量，辅以高精度传感器跟踪扫描仪的位置和姿态，进而整合离散的扫描点形成建模所需的三维点云。数据处理过程中，根据激光扫描仪特性和货堆结构特点进行了算法优化，降低了扫描点降噪消耗的时间，提高了三维建模和体积计算的效率。对多个3 000～30 000 m3煤垛的测量实验表明，该套系统仅需几分钟即可完成对大型散货堆的三维建模，时间长短主要取决于操作者围绕货堆的步行速度，而测量结束后的20 s之内就能够给出三维模型和体积计算结果，精度可达0.75%以内。
三维激光扫描 散货堆建模 体积测量 扫描点降噪 空间差值 3D laser scanning stockpile modeling volume measurement noise reduction of scanning points spatial interpolation
1 中国农业大学信息与电气工程学院， 北京 100083
2 中国农业大学经济管理学院， 北京 100083
作为大范围、全天候、动态监测灾害时空变化的高技术手段，卫星遥感在灾害监测和环境保护中的应用日益 广泛。但在国内，产品化的遥感数据很少。因此，如何快速制作遥感数据产品是国内遥感数据是否能得到广泛应用的关键。 本文提出了一种快速自动化多时相遥感数据处理方法，该方法通过用ERDAS的Batch Command对NDVI数据产品进行批处理， 大大节省了人力和时间。该方法也可供类似的大数据量遥感影像处理借鉴。
环境减灾卫星 多时相NDVI 数据产品 最大值合成 批量处理 environmental satellite multi-temporal NDVI data products MVC batch processing
大连理工大学物理与光电工程学院， 辽宁 大连 116024
光声光谱技术用于检测低浓度乙炔气体具有灵敏度高、连续和快速实时在线测量的特点。采用近红外可调谐掺铒光纤激光器(TEDFL)串接大功率掺铒光纤放大器(EDFA)作光源，采用一阶纵向共振式双程吸收光声池，并运用波长调制和二次谐波检测技术，研制出一种新的高灵敏度微量气体近红外光声光谱分析仪。在常温常压下对低浓度乙炔气体的实验测量结果表明，该系统的极限检测灵敏度达到1.3×10-9，其线性响应相关度达到0.99957，能够满足工业、环境监测和电力系统等对乙炔检测和分析的需要。
光声光谱学 光声光谱仪 可调谐光纤激光器 光纤放大器 波长调制 乙炔
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Optoelectronic Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116023
2 Informational Engineering Department, Environmental Management College of China, Qinhuangdao 066004
A photoacoustic (PA) spectrometer with H-type first longitudinal resonant cells for ammonia detection is developed. A new PA cell structure is designed to accelerate the drift velocity of the sample gas near the cell surface, so that the short response time at the flow rate of 100 sccm (standard cubic centimeter per minute) is achieved. The response time of 5 min and detection limit of 0.86 ppbv is reached for ammonia concentration measurement with a Teflon polytetrafluoroethylene (PTFE) cell. Further improvement could be expected when using a brass cell with a high quality Teflon fluorinated ethylene propylene (FEP) coating.
光声光谱 氨气检测 共振光声池 二氧化碳激光器 300.6430 Spectroscopy, photothermal 300.6360 Spectroscopy, laser 140.1340 Atomic gas lasers 300.6390 Spectroscopy, molecular Chinese Optics Letters
2007, 5(11): 677
