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关键词： 传感器  

ISBN: (数字)9787308108799 ISBN: (纸本)9787308108799

摘要： 本书可供从事微机械传感器、光电子技术、通信技术、精密仪器与检测技术等的教学及高等院校的师生参考。

关键词： 无刷直流电机   无位置传感器   反电势   旋转坐标   电感法  

摘要： 无刷直流电机用电子换相取代了传统直流电机的机械换向，但电子换相需要位置传感器提供转子位置信息。霍尔元件等位置传感器的采用给无刷直流电机系统带来了诸多缺点，如增加电机体积，降低可靠性等。因此，无刷直流电机的无位置传感器技术具有重要研究意义和应用价值，也是目前研究的热点。本文从经典的“反电势法”入手，对无位置传感器技术中的位置检测、速度估算和起动等问题进行研究，主要内容如下： 本文首先介绍了无刷直流电机的运行原理和数学模型，回顾了经典“反电势法”的基本原理，并分析了滤波器对其位置检测的影响。在此基础上，本文提出一种新颖的“旋转坐标”无位置传感器技术。该技术将原定子坐标系旋转某特定角度，并在新坐标系中对三相端电压进行处理，以此补偿滤波器相移角，从而获得电子换相线路需要的换相驱动信号；同时，利用正交旋转坐标系获得电机转速，该转速估算算法消除了传统算法依赖换相点的局限性，提高了转速反馈的实时性。文中对旋转坐标法进行了仿真验证。 由于旋转坐标法在起动时刻无法得到正确的转角信息，因此需要采用另外的初始位置检测策略。本文对基于电感法的起动控制策略进行了深入研究，其中重点分析了续流模式对起动性能的影响，并提出相应的应对措施。根据以上分析，本文在MATLAB/Simulink下搭建了仿真模型，对电感法进行了仿真分析。仿真结果验证了该起动方法的有效性。 本文最后以TMS320F2812为控制核心设计了无刷直流电机系统的软硬件平台，对电感起动法和“旋转坐标”无位置传感器技术进行了实验验证，实验结果表明了上述理论分析的正确性。

关键词： 移动机器人   定位系统   传感器技术   信息融合  

摘要： 随着计算机和传感器技术的不断发展,机器人技术得到了飞跃进步,机器人的应用已经直接或者间接的影响着人们的生活,发挥着越来越重要的作用。定位作为机器人技术的关键技术,同时也是机器人领域的重点研究项目,越来越受到人们的关注。　　本论文以移动机器人定位系统为研究对象,设计了基于陀螺仪、编码器和加速度计多传感器信息相融合的定位系统,并寻找多传感器定位的最佳算法。论文首先针对移动机器人的系统结构做了详细的分析,设计和采用了两轮后驱的差速式移动机器人,并同时建立了移动机器人的运动学方程。　　针对移动机器人所选传感器的特点,采用卡尔曼滤波算法实现移动机器人多传感器的信息融合,达到竞赛机器人快速、准确定位的目的,通过MATLAB仿真和实验表明该算法在机器人定位上的有效性,并将设计的多传感器信息融合的定位系统在2011年亚太大学生机器人大赛上加以应用,达到了预期的效果。　　机器人定位的实时性和准确性离不开高性能的硬件支持,本文设计的定位系统选用了32位的ARM9处理器,同时增加了CPLD逻辑阵列和一个megal28辅助的微处理器,共同处理传感器感知的信息,实现机器人定位。

关键词： Sensors   Packaging processes   Vision   X-ray   Lasers   Load cells  

摘要： Purpose - The purpose of this paper is to review the Pack Expo Show (packaging technology), with emphasis on the new sensor innovations and applications to packaging on display. Design/methodology/approach - In-depth interviews with exhibitors of sensors of all types at the PackExpo Show. Findings - Sensing in packaging once was just weighing it but now it is product inspection, quality assessment, leakage and much more. Practical implications - Packaging customer;now have sensor technologies available to address government regulation concerns, product quality and the traditional weight and size factors. Originality/value - Sensor users will find information about the latest in new sensing technologies which may assist them in solving current production problems.

关键词： 传感器技术   核局部保持映射算法   基因表达式算法   定位算法   无线传感网络   人体健康监测  

摘要： 随着人口老龄化进程的加速和亚健康人群的增多,慢性病例数量急剧增长,这给医疗带来了沉重负担。因此,为了提供持续有效的健康服务、降低潜在的健康隐患,设计更为完善的人体健康监测系统成为一项重要的科学工程。 现有的人体健康监测系统定位精确度偏低,且服务提供的灵活性、实时性和智能化程度不能很好地满足医疗监测和医疗护理的核心需求。针对这一问题,本文利用物联网技术对人体健康监测进行了深入研究。 本文的研究内容及成果总结如下： 1、详细阐述了物联网的概念、体系结构,以及定位、传感器和无线传感网络等相关技术,介绍并分析了人体健康检测系统在国内外的研究现状和缺陷。 2、提出一种核局部保持映射定位算法。在无线传感网络定位机制中,测距误差通常表现为非线性和不确定性,使用核局部保持映射算法可以较好地解决这一问题。通过对比实验证明,核局部保持映射算法的定位精度更高。 3、利用基因表达式编程对定位模型进行优化。基因表达式编程定位算法可以克服常用优化算法或模型定位精度不高、鲁棒性差等问题,而且当锚节点不足时,该算法可以通过二跳邻居锚节点对未知节点准确定位。通过实验证明,该算法比遗传定位算法的定位精度更高。 4、设计了集成多项生理指标检测功能于一体的健康监测系统。在CRF51单片机上集成心电、血压、体温模块,通过Zigbee无线传感网络进行组网,进行数据的采集汇聚,并由监控软件对数据进行分析处理、执行报警机制。通过实验测试了系统的实时性、灵活性和智能性,结果表明,该系统采集的数据具有高可靠性。

关键词： 永磁同步电机   无位置传感器   低速   初始位置检测   脉振高频电压注入   脉振高频电流注入  

摘要： 永磁同步电机因其具有结构简单、功率密度高和效率高等优点，成为了电气传动系统驱动电机的发展趋势。在永磁同步电机控制系统中，转子位置与转速信息必不可少，常用同轴安装的机械式位置传感器直接测量；然而，机械式位置传感器会增加系统的体积和成本，并限制该系统在一些高温、强腐蚀性场合的运用。为克服这些弊端，无位置传感器技术被提出并受广泛关注，成为了当前电气传动领域最为活跃的研究方向之一。 本文对永磁同步电机无位置传感器控制技术的研究现状进行了综述，研究表明，实现电机低速时转子位置与转速估计的难度较大。因此，本文紧紧围绕表贴式永磁同步电机的零速和低速时无位置传感器控制，采用脉振高频信号注入法进行了深入的研究。 首先分析了永磁同步电机的结构特点、数学方程和矢量控制策略，对有位置传感器下转速、电流双闭环系统进行了仿真和实验分析。进而，采用无位置传感器技术，针对零速和低速时控制，分析了三种传统高频信号注入法无位置传感器的基本原理和实现方法，它们分别是旋转高频电压注入法、旋转高频电流注入法和脉振高频电压注入法。而本文以表贴式永磁同步电机为研究对象，前两种方法要求电机具有明显的结构凸极性，只有最后一种方法能够用于无结构凸极性的表贴式永磁同步电机。 实现永磁同步电机无位置传感器控制的首要问题是转子初始位置检测，本文提出了一种表贴式永磁同步电机转子初始位置检测的新方法。它是基于定子电感非线性饱和特性，在估计的两相旋转坐标系的直轴上注入高频电压信号，通过闭环调节得到转子位置初次估计值，再利用不同磁极下直轴等效电路时间常数不同的特性，判断出估计直轴正方向，结合初次估计值，得到正确的初始位置信息。该方法在任意初始位置情况下能够快速、准确地检测出转子初始位置，而且系统无需改变或添加硬件电路。 检测到转子初始位置后，需要进行零速和低速时无位置传感器控制。在对传统脉振高频电压注入法进行了深入分析的基础上，提出了一种新型脉振高频电压注入无传感器零速和低速的控制方法及位置估计误差补偿策略。首先，在建立电机高频模型时考虑了定子相绕组电阻的影响，设计了转子位置与转速估计系统，并提出了一种新的调制信号形式，克服了不同参数下电机高频阻抗变化可能导致位置估计系统不稳定的缺点，实现了电机起动和低速时无位置传感器控制系统可靠运行；其次，针对随着转速的升高，转子位置估计值与实际值之间的误差会逐渐变大的问题，分析了电压方程中的反电动势和交叉耦合项的影响，提出了一种估计误差补偿策略，加入补偿后能够改善位置估计值对实际值的跟踪精度。 在研究了脉振高频电压注入法的基础上，提出了一种新型脉振高频电流注入的低速无位置传感器控制方法。该方法是在估计的两相旋转坐标系的直轴上持续注入高频电流信号，通过检测电流环调节器输出的交轴电压，并对其进行适当的信号处理，从中提取出与转子位置估计误差的信息，对此误差量进行调节，可以获得转子位置与转速的估计值。该方法相较于传统脉振高频电压注入法，优点在于不仅省去了电流反馈时所必须的的两个低通滤波器，系统构成更简单；而且，估计系统不会受到电机定子绕组电阻和电感参数变化影响，稳定性更强。 最后，设计了永磁同步电机控制系统的硬件平台和软件系统，对本文所提方法的理论分析和仿真研究进行了实验验证。

关键词： 传感器技术   机电一体化   应用  

摘要： 本文首先论述了从传感器技术应用的意义，进而从工业机器人、机械加工方面及汽车行业方面论述了传感器技术在机电一体化中的应用，最后就传感器技术的未来发展方向进行了简要阐述，以供参考。

关键词： WIRELESS sensor networks   STRUCTURAL health monitoring   INDUSTRIAL sites   HAZARDOUS substances   TCP/IP (Computer network protocol)   VOLATILE organic compounds   ELECTRONIC data processing  

摘要： The deployment of a distributed point source monitoring system based on wireless sensor networks in an industrial site where dangerous substances are produced, used, and stored is described. Seven essential features, fundamental prerequisites for our estimating emissions method, were identified. The system, consisting of a wireless sensor network (WSN) using photoionisation detectors (PIDs), continuously monitors the volatile organic compound (VOC) concentration at a petrochemical plant on an unprecedented time/space scale. Internet connectivity is provided via TCP/IP over GPRS gateways in real time at a one-minute sampling rate, thus providing plant management and, if necessary, environmental authorities with an unprecedented tool for immediate warning in case critical events happen. The platform is organised into subnetworks, each including a gateway unit wirelessly connected to the WSN nodes. Environmental and process data are forwarded to a remote server and made available to authorized users through a rich user interface that provides data rendering in various formats, in addition to worldwide access to data. Furthermore, this system consists of an easily deployable stand-alone infrastructure with a high degree of scalability and reconfigurability, as well as minimal intrusiveness or obtrusiveness.

关键词： 汽车传感器   技术应用   发展趋势  

摘要： 传感器遍布汽车，分别存在于发动机、车身控制和导航系统中。汽车的电子、智能化的发展也取决于传感器性能的程度。本文从汽车传感器出发，阐述了汽车传感器的分类、其技术在汽车中的应用、国内外技术情况及其应用发展趋势的研究。

关键词： HSE管理体系   空气质量监测系统   传感器技术   ZigBee技术  

摘要： 健康、安全与环境管理体系,简称HSE管理体系,是针对石油化工这一高风险行业提出的。它要求组织进行风险分析,确定其自身活动可能发生的危害和后果,从而采取有效地防范手段和控制措施。HSE管理体系是国际石油化工业通行的管理体系,是石油化工业实现现代化管理,走向国际大市场的准行证,是一种现代化的管理模式,是现代企业制度之一。 本文围绕HSE管理体系的“实施和监测”环节进行研究,从石油化工企业室内的工作环境出发,通过对室内的空气质量监测要求和实施方式分析,提出了一种基于ZigBee的室内空气质量监测系统设计方案。针对系统的设计结构,阐述了室内空气质量检测终端、ZigBee无线路由器、ZigBee无线网关和上位机监测软件的相关理论技术和具体实现过程。检测终端通过采用气体传感器检测技术实现对现场室内空气质量参数地实时检测；无线路由器和无线网关通过采用ZigBee无线网络技术,实现对空气质量参数无线传输和接收；监测软件通过对空气质量参数接收和处理,实现对室内空气质量在线监测。最后,通过对系统功能的测试,验证了系统能够正常稳定的工作。