多线阵光电立靶弹丸攻角测量

基于立靶坐标交汇测量原理,介绍了传统单线阵CCD立靶系统,并对单线阵CCD立靶系统中弹丸攻角测量方法进行了分析,指出了其中存在的扫描帧频不足和弹头、弹尾着靶点距离误差的问题.在此基础上,提出了一种新的多阵列光电立靶测量系统的布设方法,利用6个交汇列图像在空间交汇组成光幕阵列,根据飞行弹丸穿越不同光幕阵列的时刻和多光幕立靶系统结构参数,提出了一种新的计算弹丸攻角的方法.利用多线阵光电立靶测量系统巧妙地避免了弹头、弹尾着靶点距离误差对测量结果的影响,保证了测量精度,降低了系统成本.     

结构光测距系统仿真研究

结构光测距方法在许多三维扫描系统中有着广泛的应用。对结构光测距系统进行仿真，可对结构光测距系统进行设计优化和性能测试。该文提出了一种使用3DS MAX软件平台的结构光测距系统仿真方法。从仿真系统中获得的扫描图像序列用于三维重建，可精确获取扫描对象的三维表面信息。实验结果验证了该仿真方法的有效性与实用性。     

基于M型标准块的视觉引导机器人系统手眼标定方法研究

针对线结构光传感器引导的机器人系统的手眼标定问题,提出了一种以M型标准块为标定物的方法。该M型标定物的两条平行的脊线作为约束,基于两条平行脊线的约束建立包含手眼关系、机器人运动学以及两条直线位姿参数误差的模型。首先基于定点约束求解手眼关系初值并以此为基础解算出直线位姿参数的初值,然后通过最小二乘法解算误差参数并补偿到模型中,不断迭代直至计算的误差参数小于阈值,最终得到最终的机器人手眼关系及运动学误差参数。为了验证标定方法的有效性,以某精加工平面为被测物,利用线结构光机器人系统对平面进行测量,得到平面点云;拟合最小二乘平面,计算点到平面距离的均方根值作为评价依据。分别对所述M型标准块和标准球两种方法进行了实验对比,结果表明,相较于标准球方法,所述M型标准块方法得到的均方根误差由0.152 mm减少到0.080 mm,均方根误差的标准差由0.043 mm减少到0.005 mm,其标定结果的精度及稳定性得到显著提高。     

基于等价输入干扰滑模观测器的磁悬浮球系统模型预测控制

本文针对系统不确定性和外部干扰引起的磁悬浮球系统控制性能下降的问题,提出了一种基于等价输入干扰滑模观测器的模型预测控制(MPC+EIDSMO)方法.首先将原系统转化为EID系统,采用等价输入干扰滑模观测器对EID系统状态变量及等价输入干扰进行估计;然后基于状态估计值设计模型预测控制器,并将等价输入干扰估计值以前馈的方式补偿后得到最终的复合控制律,实现对参考位置跟踪的快速性,准确性以及对总扰动的鲁棒性.值得注意的是,与传统EID结构中的龙伯格观测器相比,等价输入干扰滑模观测器中增加的非线性观测误差反馈项有助于提高状态估计的快速性和精确性.从理论上证明了该系统是全局一致毕竟有界的.仿真和实验结果表明,相较于基于EID观测器的模型预测控制方法和基于龙伯格观测器的积分模型预测控制方法,所提方法提高了磁悬浮球系统的跟踪性能,并且有效的抑制了系统不确定性和外部干扰.     

射频仿真系统空域特性对导引头测角的影响

导引头性能测试中,射频仿真的关键在于天线阵列辐射被试设备所需的目标回波,但天线三元组阵列的辐射特性即射频仿真系统的空域特性与导引头真实回波之间存在差异,并且难以解析表达,使得导引头测角误差的量化分析比较困难.针对上述问题,采用天线阵列电磁建模结合雷达导引头数学建模的方法,得到系统空域特性,计算其在不同目标位置引起的导引头测角误差.结果表明:射频仿真系统的空域特性会影响导引头的测角灵敏度和测角精度,而建立的模型能准确量化误差,便于修正三元组幅度控制指令以补偿测角误差,提高导引头接收信号角位置精度,增强导引头性能测试的可靠性.     

基于双目单视面和结构光的三维复原精度研究

介绍了基于双目单视面和结构光的三维复原方法.分析了影响复原精度的3个因素,并通过仿真和实验测定了光条在空间中不同位置所还原的三维信息的误差;分析了双目相机的相对角度以及相对距离对精度的影响.得出了一个适用于工程应用的结论,并给出了双目相机的最佳相对位置以及待测物的最优距离范围.在给定的实验条件下,三维复原测量精度达到了0.1 mm.     

双基机载正侧视雷达杂波谱距离依赖性分析与补偿

针对垂直和水平基线的双基机载正侧视雷达杂波谱的距离依赖性进行了理论分析和仿真,给出了杂波多普勒频率随距离变化的解析公式,并根据该公式采用谱搬移方法对水平基线的杂波谱进行了补偿.理论分析和仿真表明:在垂直基线的双基系统中,同一距离单元的杂波多普勒频率和空间角频率存在线性关系,杂波谱在主瓣内有较好的重合;水平基线正侧视雷达的杂波谱在主瓣内较宽.同时仿真还证明,采用谱搬移方法可以有效减轻双基杂波谱随距离变化对空时二维自适应处理性能的影响.     

基于引信过载控制靶后起爆位置的数值研究

在引信靶后起爆位置问题的研究中,为了研究控制弹丸侵彻贯穿混凝土靶板后在一定距离起爆的有效方法,采用仿真软件对动能侵彻弹侵彻混凝土厚靶进行仿真,通过对靶板材料失效模式等的选择以及弹体、引信的分离建模,获取了仿真引信部位侵彻过载信号.进一步对侵彻过载信号进行滤波处理,得到了与试验基本吻合的侵彻过载信号曲线.通过对过载曲线进行积分处理,得到的弹丸出靶速度与延期起爆时间的乘积,为弹丸的靶后起爆距离.通过起爆试验对改进方法进行验证,得到的试验起爆位置与仿真计算起爆位置较吻合.     

温枪弹道中光电靶灵敏度控制系统优化设计

传统控制系统存在灵敏度控制效果差、性能不稳定等问题,无法满足高效控制标准,提出温枪弹道中光电靶灵敏度控制系统优化设计。根据实际条件和干扰元素设计原理,从温枪弹道中光电靶灵敏度控制角度出发,将光信号转换为微弱电流信号,对微弱电流信号进行转换,设计光电靶灵敏控制器和光电转换电路,完成系统硬件部分设计;选择基于优化环境下的软件程序开发板来实现软件编程,完成光电靶灵敏度控制系统的优化。实验验证结果可知,该系统灵敏度控制效果强、性能稳定。     

立靶光幕探测性能分析与弹丸信息提取研究

交汇立靶测量系统可以实现飞行弹丸的速度、着靶坐标测量,是靶场测试中不可缺少的测龟装置,然而,由于交汇立靶中的倾斜光幕存在,致使飞行弹丸在穿越光幕过程中的输出信息不一致,影响了测量精度;基于立靶测最系统原理,分析了立靶光幕的光学探测性能;从光学探测方面,研究与分析光幕幕厚、作用距离与光电探测输出信息的关系,并根据交汇光幕布阵的几何特点,提出采用相关算法对飞行弹丸穿越光幕信号的时刻提取,减少光幕幕厚不一致产生的计时误差,提高系统测量精度.