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本发明属于轨道交通智能监测技术领域,涉及一种用于多维轮轨力测量的柔性多模态传感装置及融合感知算法。一种面向多维轮轨力同步监测的柔性多模态传感装置,包括垂向力应变模块、垂向力压电传感器模块、横向力压电传感器模块以及多模态感知模块,多模态感知模块由柔性衬底层、电极层#1、压电功能材料层、电极层#2、引线层和封装层组成,有3个工作模态:①主动探伤;②动态应变传感;③振动感知。实时采集轮轨垂向力、轮轨横向力信息,以及轨道结构缺陷的主动探测,提出深度神经网络的多维轮轨力融合算法,提高轨道智能化监测水平。

本发明公开了一种六维主动式细胞微力传感器力平衡控制方法。微力传感器包括探针、动平台、基座以及将动平台和基座相连接的六个测量分支，测量分支由柔性梁、感知层、驱动层组成，所述方法包括：当微力传感器末端探针受到外界测量力作用时，柔性梁产生相应的变形，通过各测量分支的感知层测量得到动平台的实时位姿；将实时位姿与期望零位姿作差得到误差信号，误差信号进入到鲁棒滑模预测控制器中生成相应的控制律；控制律然后会分别经过阻尼补偿器、解耦器得到控制输入电压信号，并作用给驱动层，驱动层在电压作用下产生弯曲变形，使得动平台位姿恢复到期望平衡位置。本发明有效解决复杂集总干扰问题，实现快响应、强鲁棒、高稳定力平衡控制目标。

本发明涉及压电传感器技术领域，公开了一种内部可调分载的压电多维力传感器结构及组装方法，其装置包括：顶部开放的外壳；多个压电晶组模块均分布在外壳内；多个可调分载柱均嵌装在外壳内，各可调分载柱分布位于两个相邻的压电晶组模块之间；多个压电晶组模块与多个可调分载柱均位于同一圆周线上；上盖设置在外壳顶部，上盖上设有多个与压电晶组模块一一对应的通孔；多个压电晶组模块和多个可调分载柱的顶部均与上盖的底部相抵接；多个预紧螺栓与多个通孔一一对应，各预紧螺栓穿过通孔和压电晶组模块螺纹连接在外壳的内腔底部；该结构在确保传感器分载和过载保护能力的基础上，不会对传感器的精度造成影响，进而保证了传感器的整体性能。