王正方
- 作品数：22 被引量：123H指数：7
- 供职机构：山东大学控制科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山东省自然科学基金山东大学自主创新基金更多>>
- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术建筑科学矿业工程更多>>
- 基于相似材料的光纤应变传感器在分区破裂模型试验中的研究被引量：12
- 2012年
- 基于模型相似材料研制了适用于地质力学模型试验的光纤光栅应变传感器,能够同时实现横向、纵向和切向3个方向的应变测量。将7个光纤应变传感器依次预埋在模型巷道的左边墙,采用波分复用技术组成光纤传感网络,实现对模型内部应变分布的实时监测。光纤传感器的监测结果表明,在巷道开挖过程中,深部巷道周围径向应变值没有表现出随距离巷道远近而递减的规律,而是呈波浪形分布;超载试验完成后,巷道周围径向应变值依然呈波浪形分布。最后将模型剖开,成功观测到了高地应力深部巷道围岩的分区破裂现象,同时验证了设计的光纤光栅应变传感器的可靠性。
- 王静王静李术才隋青美张强勇陈旭光王正方白涛
- 关键词：光纤光栅应变传感器深部巷道模型试验
- 流速/温度共采的光纤布拉格光栅涡轮流速传感器被引量：15
- 2014年
- 为实现敏感元件仅为单一光纤光栅流速传感器的多参数同时测量,提出了一种流速/温度共采的光纤布拉格光栅(FBG)涡轮流速传感器。该传感器通过涡轮实现流体冲击力对光纤光栅中心波长的频率调制,解决光纤光栅温度应变的交叉敏感,理论计算得到其流速检测灵敏度为2.91·10-2 m/(s·Hz-1)。为测试传感器的性能,搭建了传感器测试系统,并选取光纤动态解调仪解调的光纤光栅中心波长动态信号作为试验原始数据。应用快速傅里叶变换(FFT)法分析试验数据,得到传感器流速的检测下限为0.541 7m/s,检测灵敏度为2.57·10-2 m/(s·Hz-1),检测精度为25mm/s,略小于理论计算值,其主要原因在于圆管内流体的流速并非均匀分布的匀速运动,管道内壁对流体具有一定的黏滞力。应用经验模式分解分析原始数据获取其趋势项信号,得到该传感器的温度灵敏度为10.6pm/℃,检测精度为0.5℃。
- 蒋善超隋青美王静王正方叶青霖
- 关键词：经验模式分解
- 光纤光栅金属化工艺及特性研究被引量：7
- 2012年
- 以石英光纤光栅为基体材料，采用化学镀镍和电镀铜相结合的工艺制备金属化光纤光栅。采用胶体钯活化法进行光纤光栅的活化处理，通过研究预处理粗化时间、活化时间与活化温度关键参数等对镍磷合金镀层结合强度和连续性等性能的影响，确定了最佳工艺条件：室温下粗化时间2～10min，活化温度30—40℃，活化时间20min，在石英光纤表面得到了连续、致密、均匀、光亮和附着力强的镍镀底层。采用电镀法在镀镍光纤光栅上继续镀铜，得到了具有高附着力、低电阻和良好焊接性能的金属化光纤光栅。对镀铜光纤进行温度性能测试，发现镀铜处理后的光纤光栅温度灵敏系数是普通光纤光栅的1．7倍。
- 姚文历管从胜王静王宁隋青美王正方
- 关键词：光纤光栅化学镀电镀铜
- 微型高精度光纤布拉格光栅土压力传感器研究被引量：15
- 2013年
- 结合不锈钢膜片的特性,研制出一种微型高精度光纤布拉格光栅(FBG)土压力传感器。该传感器通过不锈钢膜片与力学传递元件将土压力转化为光纤光栅的轴向拉力,大大提高了传感器的灵敏度,有效避免了光栅受力不均引起的啁啾效应,同时减小了传感器的体积。通过理论计算,得到该传感器的压力敏感系数为29.6557nm/MPa,是裸光栅的9885倍。传感器性能测试实验证实该传感器线性度良好,实测压力敏感系数为27.5nm/MPa,略小于理论值,其主要原因是应变传递效率低于1。为进一步提高实验测量精度,采用Haar小波变换来减小因光纤光栅解调设备模数(A/D)采样速率及转换精度有限带来波长抖动所产生的仪器误差,实验数据表明经Haar小波处理后光栅中心波长的抖动幅值降为原数据的50%左右。
- 蒋善超曹玉强隋青美王静王宁王正方
- 关键词：光栅土压力传感器HAAR小波变换
- 基于改进希尔伯特-黄变换的超窄带激光器气体检测消噪研究被引量：2
- 2014年
- 为降低电路及光路噪声等对痕量气体检测精度的影响,达到进一步提高痕量气体检测系统精度的目的,选用超窄带激光器作为系统光源并以谐波检测原理及改进希尔伯特-黄变换(IHHT)滤波算法作为数据处理的核心算法构建高精度痕量气体检测系统平台。选取甲烷作为被检测对象,理论计算得当光源输出中心波长为1650.959nm时,该系统甲烷气体体积分数C与输出光强一、二次谐波比值I2f/If的相关系数为0.084639。将一定体积分数的甲烷气体通入平台光纤气室中进行灵敏度实验,实验结果表明应用IHHT降噪处理后C与I2f/If的相关系数由使用傅里叶变换(FFT)处理的0.062585提升到0.074884,且气体体积分数越低,IHHT的降噪效果越好。
- 蒋善超曹玉强隋青美王静王正方王宁
- 关键词：激光器谐波检测
- 基于强化学习的工业机械臂数字孪生与智能控制
- 2023年
- 为实现对工业机械臂的实时高效,自动化智能控制,提出一种基于数字孪生技术的工业机械臂控制方法。该方法基于改进的数字孪生系统框架,建立工业机械臂的数字孪生体;链接物理实体和虚拟空间,实现数据的上下行交互;使用深度强化学习算法训练数字孪生体,实现对工业机械臂的智能控制。
- 王子琪严知宇武辰王正方
- 关键词：工业机器人智能控制
- 基于改进遗传算法双重约束的FBG应变分布重构研究被引量：10
- 2012年
- 光纤布拉格光栅(FBG)已广泛应用于应变参数测量中,但非均匀应变易引起FBG光谱变形而无法进行波长检测,因此需重构沿FBG的应变分布。针对应变分布重构效果差且收敛速度慢的难题,在深入研究改进遗传算法的基础上,提出基于FBG光谱中心波长位置与反射率双重约束的应变分布重构理论,显著改善了重构的非唯一性和置信度。同时,假设应变分布为多项式形式,通过对多项式系数的重构实现应变分布的重构,大大提高了重构的速度。在此基础上开展了应变分布参数重构仿真实验,多项式系数重构误差均小于1.5%;结合两端固定压杆调谐光纤光栅实验,验证了该应变分布重构方法的有效性、适用性和可操作性,形成了一种快速有效的应变分布重构方法。
- 王静王静王正方隋青美施斌冯德军陈宵苗飞贾磊
- 关键词：光栅中心波长反射率
- 基于多重同步压缩变换的微震信号去噪方法研究被引量：1
- 2022年
- 针对微震信号能量弱、信噪比低的问题,本文提出了一种基于多重同步压缩变换(MSST)与小波阈值“强强联合”的微震信号去噪方法,实现微震信号噪声压制.该方法主要利用小波阈值对多重同步压缩变换系数进行去噪,进而反变换实现信号重构,在仿真信号和实际微震单道记录中均得到验证.仿真结果表明,相较于短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)、同步压缩变换(SST),MSST具有更好的时频系数浓缩能力,瑞利熵最小;本文方法信噪比提高3dB,均方误差最小(MSE=0.12),峰值信噪比PSNR最大(PSNR=18.29),平滑度指标SM较小,且计算时间短,仅为50ms,远远小于高阶SST,具有明显的优势.在此基础上,将此方法应用于实际微震单道记录,测试结果表明该方法具有较好的噪声压制能力,具有实用价值.
- 李亦佳王静王正方隋青美
- 关键词：噪声压制时频分布信号重构
- 基于光纤布拉格光栅振动传感器和极限学习机的工字钢梁损伤识别被引量：5
- 2021年
- 围绕工字钢梁损伤识别问题,研制了一种新型双端固定梁结构光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器,实现了工字钢梁振动响应的有效获取。在此基础上,研究了工字钢梁损伤自动识别方法,利用其对FBG振动传感器获取的振动响应进行处理。该方法采用小波包能量比变化偏差(ERVD)作为损伤特征,进而基于极限学习机(ELM)算法实现工字钢梁损伤状态识别。传感器仿真模拟和实验测试结果表明:设计的FBG振动传感器频率响应范围为10~350 Hz,在加速度响应范围为0.2g~3.0g时,灵敏度为6.7 pm/g,具有良好的线性度和横向抗干扰能力。工字钢梁损伤识别实验结果表明:所提方法对工字钢梁的损伤状态识别准确率达到96.7%,与常规的基于back propagation(BP)神经网络的损伤识别方法相比,准确率提高了3.4个百分点。
- 李亦佳王正方王静隋青美
- 关键词：光纤光学极限学习机损伤识别
- 微型FBG土压力传感器的优化设计及其模型试验应用研究被引量：4
- 2015年
- 本文针对地质力学模型试验,特别是针对含水地质结构的模型试验中土压力测量的不足,利用光纤光栅体积小、易封装、防水抗腐蚀、防电磁干扰等特点,基于短栅距光纤布拉光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）设计了适用于地质力学模型试验的微型FBG土压力传感器.采用有限元力学仿真对传感器的膜片尺寸、传感器厚径比进行优化,得到传感器在0～1MPa土压力测量范围内,直径20mm、高度为0.2mm的圆平膜片灵敏度高且不易造成FBG光谱畸变,厚径比为0.16（H4mm/D：25mm）的传感器测量结果更可靠且对被测岩土介质影响较小.标定试验表明,传感器在0～1MPa压力范围内具有很好的重复性与一致性.将该传感器应用于海底隧道模型试验,监测隧道开挖过程的围岩应力释放规律,该传感器很好地监测了隧道从迅速失稳到逐渐稳定的变化过程,从而证明了设计的微型FBG应用于模型试验的可行性.
- 王正方王静隋青美叶青霖贾磊李术才
- 关键词：光纤布拉格光栅土压力传感器模型试验
