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《合肥工业大学》 2003年
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动态测量系统现代建模理论研究

于连栋  
【摘要】: 动态测试在现代计量中占有重要的地位,随着科学技术的进步,高精度动态测量已经成为计量测试的主流。所以如何准确地描述或评价一个动态测试系统就成为现代科学研究的热点。在这个问题上,世界各国的学者都做了大量的研究工作,业已形成一套经典的理论。传统和经典的系统描述方法有其优点,但也存在不足,它们把系统当作“黑箱”来处理,不对系统内部的动态元件进行分析,所以得到的模型往往会丢失系统内部重要的信息。此外,它们不能描述时变系统。本论文提出系统描述的现代方法——状态空间描述方法和全系统“准白化”描述方法。论文对这两种建模方法进行了深入的理论研究。并研制一套电感位移传感器动态测试实验系统,以对上述现代建模方法进行验证。结合本人在德国联邦物理技术研究院纳米和精密工程处工作学习一年的情况,运用状态变量分析法对纳米三坐标测量机的导轨及其驱动系统进行动态建模。 本论文的主要研究内容如下: 分析传统时域、频域系统辨识方法的优缺点。只看系统的“外部”往往会失去系统内部的很多重要的信息。对非线性动态测量系统和对分析多输入多输出系统的描述,经典方法并不适用。引用欧拉公式,对离散系统传递函数的频率特性进行分解,给出具体公式。 系统地分析现代状态变量分析方法在动态测试系统描述上的应用。全面论述了状态变量的选取原则,状态变量方程的求解,元件分离体图的画法以及系统内部元件之间的传递框图。以典型机械系统和电子、电磁电气系统为例,论述状态变量系统描述方法的具体运用。 首次提出传递链函数和全系统“准白化”分析方法。它对系统进行解剖,反映系统内部各元件之间的信号和误差传递状况。全面分析串联、并联和混联等复杂系统的传递链函数的求解公式。考虑输入、输出和各系统组成单元存在的干扰情况,研究动态误差的组成。这种分析方法对进一步研究动态误差溯源和等效精度损失设计也有重要的参考意义。 研制一套电感位移传感器动态测试系统。系统用计算机和数字示波器作数据的采集,是现代建模理论研究的实验平台。同时由于所选用的电机是无级变速电机,其频率是一个连续变化的值,所以可以把频域描述方法也运用到本实验系统中。 对差动变压器互感式电感位移传感器动态测试系统进行建模研究,对模型的参数予以量化。用解析方法先求得系统的响应输出,然后与主轴旋转的相对低速和相对高速的两种速度得到的动态输出结果进行实验比较。实验结果表明,状态变量分析方法能满足动态测试系统描述的目的。 首次用状态变量分析方法对纳米三坐标测量机的直流伺服电机驱动和精密丝杠导轨系统的动态模型建立方法进行了分析。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TG801

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 田应仲;曲轴非圆磨削表面几何形状误差及其在线测量方法的研究[D];上海大学;2007年
2 金海军;车用空压机性能快速试验关键技术研究[D];安徽大学;2012年
3 毛宏宇;面向航空自动测试设备的动态计量方法研究与应用[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 董勇;作动筒位移传感器测试系统设计和动态测试误差分析[D];西安理工大学;2006年
2 高艳雯;输送带在线动态实时称重系统的研究[D];兰州理工大学;2007年
3 汤廷松;动态测量中时间同步技术研究与应用[D];解放军信息工程大学;2007年
4 胡茂留;多功能动态精度研究实验系统的结构设计与误差分析[D];合肥工业大学;2010年
5 汪学岭;实车振动谱的采集分析及其工程应用研究[D];合肥工业大学;2010年
6 杜昌雄;压电式推力测试系统动态性能研究[D];大连理工大学;2012年
7 杜昌元;差动电感式位移传感器解调单元测试方法研究[D];武汉科技大学;2012年
8 施建军;珩磨加工尺寸预报建模的研究[D];兰州理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林洪桦;主轴回转精度的混合谱分析法[J];北京工业学院学报;1986年02期
2 王琳,马平;系统辨识方法综述[J];电力情报;2001年04期
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8 林洪桦;动态测试误差的系统建模与混合谱分析法[J];计量学报;1986年02期
9 郭静波,王万树,王铁山,胡铁华;测量序列的插值新息实时预报方法[J];计量学报;1992年04期
10 林洪桦,赵晓光;应用移动Marple法拟合动态测试数据的时变AR模型[J];计量学报;1994年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
2 李娜;马修水;李桂华;;测量不确定度及测量不确定度评定综述[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年03期
3 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
4 胡津津;;基于独立分量分析的瞬时混合语音信号盲分离算法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年04期
5 高清维,程玉林,明军;信号子带分解和重构的小波滤波器系统及边界处理[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
6 崔博文,陈剑,陈心昭,任章;复参数最小二乘估计方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
7 杨玉东;刘保连;;基于模糊滑模控制器的PMSM伺服系统[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
8 刘放;杨杨;明军;;一种时空采样矩阵的确定方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年04期
9 鲁照权;俞宗嘉;胡金东;胡焱东;;广义最小二乘限定记忆参数辨识方法与仿真研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年06期
10 宋巧莲;三坐标测量机测量误差的分析与修正[J];安徽职业技术学院学报;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李翔晟;;基于系统辨识液压变量泵的效率模型研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 张青锁;刘占时;;数字地形图的误差校正[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
3 李会军;王启刚;季刚;马增良;;一种基于M序列的噪声模型辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 张红良;吴文启;胡小平;;一种新的里程计刻度因子在线辨识算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 侯志祥;;基于混合遗传算法的连续系统参数辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 陈慧波;丁锋;;基于输出快采样数据的确定性系统最小二乘盲辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 孟斌;吴宏鑫;;高超声速飞行器基于特征模型的自适应控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 邓忠华;李曦;叶小萌;;凹版套色印刷系统的模型控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 李晶晶;张维海;穆玉兵;;确定性代数Riccati方程的一个比较定理[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 吴彭江;孙明轩;;两种离散时变系统的迭代学习辨识算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
9 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年
10 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 余亮;基于DSP的注射器针头合格检测方法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
4 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
5 黄长辉;金属材料断口三维形貌检测与表征分析[D];南昌航空大学;2010年
6 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
7 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年
8 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
9 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
10 张萍;激光合成波长干涉技术的信号处理方法研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马强,许桢英;动态测量误差溯源方法研究[J];安徽机电学院学报;2001年04期
2 蓝金辉,周汉昌,潘德恒;激光在瞬态表面温度传感器的动态校准系统中的应用研究[J];兵工学报;1998年01期
3 梁列国,周汉昌,赵冬娥,潘德恒;瞬态表面温度传感器的校准技术研究[J];兵工学报;2001年02期
4 欧阳华兵;徐温干;;基于动态补偿技术的姿控发动机瞬态推力测量[J];兵工学报;2007年05期
5 张宇华,王晓琳,张国雄,李真;提高三点法测量精度的研究[J];北京理工大学学报;1999年02期
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7 邹虹;胡永乐;邢园丁;朱宝良;张莹;;基于动态校准数据的压杆测试系统动态特性校正技术[J];爆炸与冲击;2011年02期
8 胡章芳;应俊;;减小光栅传感器测量信号误差的研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2007年06期
9 程方晓,孙静波,吴瑞芝;差动变压器位移传感器的误差与精度[J];长春大学学报;2003年01期
10 张杰,梁子涛,叶林;针对液压检测差动变压器位移传感器的设计[J];传感器技术;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田瑞;应急交通保障辅助决策支持系统相关模型与方法研究[D];吉林大学;2011年
2 谢少锋;测量系统分析与动态不确定度及其应用研究[D];合肥工业大学;2003年
3 肖峻;高精度垂直摆倾斜仪及其应用研究[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2002年
4 许桢英;动态测量系统误差溯源与精度损失诊断的理论与方法研究[D];合肥工业大学;2004年
5 金涛;虚拟仪器系统的误差分析方法的研究[D];重庆大学;2005年
6 黄桂平;数字近景工业摄影测量关键技术研究与应用[D];天津大学;2005年
7 郝晓剑;瞬态表面高温测量与动态校准技术研究[D];中北大学;2005年
8 王述成;振动试验实时控制系统的研究[D];浙江大学;2006年
9 吴钢华;曲轴非圆磨削轨迹控制关键技术研究[D];上海大学;2006年
10 杨洪涛;坐标测量机误差建模与修正技术研究[D];合肥工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐鸿涛;珩磨工件内表面形状快速判定方法的研究[D];兰州理工大学;2011年
2 朱世平;北京河湖水质评价与水华预测方法研究及系统实现[D];北京工商大学;2010年
3 张强;机械加工尺寸预报建模的研究[D];西北农林科技大学;2002年
4 丁玉栋;动态数据采集及处理系统[D];重庆大学;2002年
5 李明国;C~4ISR分布式信息融合系统设计与实现技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
6 毛建东;粉末状物料动态称重技术的研究[D];西安理工大学;2004年
7 周莉;现代测控平台动态测试系统研究[D];南京航空航天大学;2004年
8 程真英;动态测量误差的贝叶斯建模预报及不确定度研究[D];合肥工业大学;2004年
9 范百兴;高性能全站仪的研究及其在动态测量中的应用[D];解放军信息工程大学;2004年
10 马青;电感式角位移传感器的研制与结构分析[D];东南大学;2004年
【二级引证文献】
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1 刘勇军;范晋伟;李云;穆东辉;;数控凸轮轴磨床精度可靠性维持技术[J];北京工业大学学报;2013年10期
2 张九宾;张丕状;杜坤坤;;无线分布式测试系统时间统一技术的研究[J];核电子学与探测技术;2010年03期
3 肖贵坚;黄云;黄智;;砂带随动研磨曲轴连杆颈运动模型的理论研究[J];机械科学与技术;2011年03期
4 张磊;黄云;王亚杰;张美;;曲轴连杆颈砂带随动研抛机理及工艺研究[J];机械科学与技术;2011年12期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 沈南燕;大型数控切点跟踪曲轴磨床智能加工工艺及策略研究[D];上海大学;2011年
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1 刘建勋;LXI自动测试系统时间同步技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 肖贵坚;砂带随动研磨曲轴连杆颈基础技术研究及应用[D];重庆大学;2011年
3 杜国山;多功能动态精度实验系统的误差溯源[D];合肥工业大学;2012年
4 戚宝强;钢管自动组对机系统设计及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
5 马晓梅;基于PCI总线的圆光栅测角信号处理系统的设计[D];沈阳航空航天大学;2013年
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8 王树丛;飞控综合测试平台硬件系统设计与实现[D];电子科技大学;2013年
9 张集慧;LXI总线ATE测试信号监测设备研制[D];哈尔滨工业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 王海清,宋执环,李平;采用正交小波网络的非线性系统辨识方法[J];控制理论与应用;2001年02期
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10 李孝安,张晓缋,戴冠中;一种基于遗传算法与进化编程的系统辨识方法[J];控制与决策;1996年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 陆军;;基于ARM的水电站多参数远程动态测量系统[J];广西轻工业;2007年10期
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6 蒋敏兰;费业泰;;动态误差分解与溯源理论与方法研究[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
7 张增光;龚蓬;肖玉鹏;卜令超;;XML与Web Service在协同动态测量平台设计中的应用[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
8 林耿丰;;浅谈RTK实时动态定位技术在海事测绘中的作用[A];中国航海学会航标专业委员会测绘学组学术研讨会学术交流论文集[C];2009年
9 方辉兵;;DGPS技术在浮标流向测量中的应用[A];测绘荆楚——湖北省测绘学会2005年“索佳杯”学术论文集[C];2005年
10 许桢英;费业泰;陈晓怀;;动态精度理论研究与发展[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
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1 本报记者 吴耘;国电南瑞中标山东调电网管理系统[N];上海证券报;2008年
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1 赵志刚;动态测量不确定度理论的拓展及其应用研究[D];清华大学;2009年
2 于连栋;动态测量系统现代建模理论研究[D];合肥工业大学;2003年
3 许桢英;动态测量系统误差溯源与精度损失诊断的理论与方法研究[D];合肥工业大学;2004年
4 张志峰;轮对几何参数在线动态测量方法与系统的研究[D];北京交通大学;2008年
5 郭丽峰;电梯导轨不平顺度测量、建模及轿箱水平振动特性的研究[D];天津大学;2005年
6 叶兵;基于遗传神经网络模型实时误差修正任意角测量系统[D];合肥工业大学;2004年
7 毛宏宇;面向航空自动测试设备的动态计量方法研究与应用[D];吉林大学;2012年
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1 靳莹瑞;基于虚拟仪器的人体平衡动态测量系统的研制[D];郑州大学;2011年
2 印书范;2米滚珠丝杠(副)动态测量系统设计与分析[D];南京理工大学;2004年
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4 王苏佳;动态力测量系统的研究[D];大连交通大学;2008年
5 徐慧博;机器视觉测量系统的精度研究[D];合肥工业大学;2006年
6 姜珊;测量系统精度损失机理及模型研究[D];合肥工业大学;2009年
7 刘红道;大射电望远镜精调Stewart平台的测量及其标定研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 张璐璐;贝叶斯动态测量系统精度损失模型研究[D];合肥工业大学;2006年
9 黄小明;基于误差分解与溯源的动态精度实验系统设计[D];合肥工业大学;2009年
10 汤廷松;动态测量中时间同步技术研究与应用[D];解放军信息工程大学;2007年
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