基于陀螺稳定平台的动态位置环设计

介绍了陀螺稳定平台常用的速度补偿控制算法原理,指出了速度补偿控制算法存在的动态误差缺陷,并针对该缺陷提出了基于陀螺和编码器的动态位置环的控制方法。文中结合两轴陀螺稳定平台系统结构对算法进行了详细介绍,并对比测试了速度补偿控制算法和动态位置环控制算法在样机上的稳定精度,数据表明动态位置环控制算法能有效提高陀螺稳定平台的稳定精度。该算法已成功应用于动中通和光电吊舱项目中,设备运行稳定可靠。     

五轴加工中空间刀具半径补偿及后置处理的研究

本文主要对五轴加工中空间刀具半径补偿进行研究。通过对空间刀具半径补偿的原理进行分析,结合BV100五轴加工中心的后置处理算法,得到空间刀具半径补偿向量的计算方法,并基于JAVA平台开发了一款含有空间刀具半径补偿功能的专用后置处理软件。最后通过对叶轮的实例加工验证了此补偿算法和软件的正确性。     

基于干扰补偿的稳定平台控制系统设计

为克服机电伺服系统的摩擦以及其它力矩干扰问题,提出一种基于LuGre模型的摩擦前馈补偿和基于扰动观测器反馈补偿的复合控制策略。以某型号惯性稳定平台的单轴转台为例,首先对单轴转台进行建模分析,根据不变性原理,设计摩擦前馈补偿控制,再根据观测器输入和输出之间存在的数学关系,利用陀螺反馈的角速度信号,设计了基于扰动观测器的力矩补偿控制,最后在试验平台上,采用位置环为离散增量式PID算法,速度环为抗积分饱和PI算法,对提出的复合控制方法进行验证分析。稳定平台的实验结果表明所设计的惯性稳定平台控制系统能有效地抑制机电伺服系统中的摩擦及其它力矩干扰因素,一定程度上提高了惯性稳定平台的稳定性和动态跟踪性能。     

虚拟仪器技术及LabVIEW在温湿度复合探测器中的应用

在虚拟仪器技术环境下，结合了LabVIEW的功能，针对温湿度的复合探测和湿度的温度补偿算法，做了比较细致的研究，同时对测量的补偿算法实现和虚拟仪器的构架做了必要的程序设计，旨在完成一个温湿度复合探测的平台。软件部分采用了LabVIEW图形编程环境创建，温湿度信号的产生采用了软件模拟，在补偿算法上采用了根据实际实验得到的精确的补偿值进行逐一补偿。     

双轴同步控制技术的研究

介绍了基于Linux数控系统的双轴同步控制技术,双轴同步控制方式以及同步补偿算法。并在华中数控的世纪星数控系统平台下对同步控制方式及算法进行了调试、验证。     

精密定位系统的摩擦力建模与补偿

为了提高由直线电机驱动的精密定位系统的定位精度,建立了优化Stribeck摩擦模型,对摩擦力这一影响定位精度的主要因素进行补偿。首先,对于传统的Stribeck摩擦模型进行优化,采用改进的最小二乘算法对模型参数进行辨识。然后,对所建立的摩擦模型补偿算法进行仿真并与扰动观测器的补偿算法进行比较,发现前者速度比后者速度在补偿后提高了4.33%,对摩擦力具有更好的补偿效果。最后,在大行程二维精密定位平台上进行验证,根据平台能够达到的最大速度定义0.005 m/s为低速运动,0.05 m/s为高速运动,在这两种速度下进行实验,并与基于库仑摩擦前馈补偿模型比较。实验结果表明：精密定位平台在速度为0.005 m/s的低速运动时,优化模型的跟随误差减小了67.67%;在速度为0.05 m/s的高速运动时,优化模型的跟随误差减小了51.63%,验证了优化Stribeck摩擦模型补偿算法的有效性。本文提出的优化Stribeck摩擦模型可用于提高由直线电机驱动的精密定位系统的定位精度。     

航空成像像移补偿的并行计算

基于图像处理器(GPU)平台提出了维纳并行滤波算法,解决了航空成像的像移实时补偿问题.介绍了原有像移补偿算法及其PC运行平台的不足,立足于现有图像处理器通用计算技术对原有像移补偿算法做多线程并行计算的改进.针对图像处理器件的硬件并行架构,优化设置算法多线程访问,提高了各个线程的访问速度.该环节的改进甚至能将算法效率提升到原来的3倍.借助图像处理器的并行运算优势,单帧1 024×1 024灰度图像的恢复处理时间只需要8 ms,整个算法的运行速度达到原先的20倍,能够完全满足高分辨率航拍视频图像的像移模糊实时恢复的需求.     

力觉交互设备的重力补偿实验研究

针对自主研发的力觉交互装置进行了重力补偿的实验研究,提出了重力补偿的实验算法,并验证了算法的有效性.首先利用拉格朗日方程的方法对机构进行重力补偿的原理性计算,得到电机为平衡重力所输出力矩的计算方法;然后以虚拟样机为基础,应用三维实体造型软件SolidWorks和机械动力学分析软件ADAMS建立了力觉交互装置的虚拟样机,通过仿真分析验证了理论推导的正确性;最后通过力觉交互系统实验平台验证了重力补偿算法的有效性.     

五轴侧铣加工空间刀具半径补偿研究"

通过分析五轴侧铣加工的特点,给出一种空间刀具半径补偿算法,该算法利用几何平面投影原理,将三维空间内的刀位点投影到二维平面内,结合直线插补的二维平面刀具半径补偿公式,确定二维平面刀具半径补偿向量.再通过逆投影,得出三维空间刀具半径补偿向量.基于VERICUT 平台对该算法进行仿真,结果表明所建立的五轴侧铣加工空间刀具半径补偿算法正确有效.     

三相瞬时功率理论在有源电力滤波器仿真中的研究

谐波检测算法是有源电力滤波器的重点研究内容,算法的好坏直接影响有源电力滤波器的谐波检测及补偿效果。分析了三相瞬时功率理论并推导基于该理论的ip-iq谐波电流检测算法,在MATLAB/Simulink平台上建立了基于该算法的三相并联型有源电力滤波器的谐波检测模型,再结合滞环比较控制方式以及逆变电路,构建了有源电力滤波器的整体仿真模型,通过动态仿真对谐波检测、跟踪及补偿效果进行验证,结果证明该算法谐波检测效果良好,基于该算法的有源电力滤波器谐波补偿效果良好。     

变速恒频风力机桨叶电液比例控制系统研究

文章针对兆瓦级变速恒频风力机，分析讨论了变桨距电液比例控制技术及系统，以及同步油缸、冗余电液比例控制系统等。     

耦合扰动下船载成像系统的复合稳像

针对船载精密成像系统在船体晃动时产生的杆臂牵连平动和等效圆锥旋转,提出了一种将惯性量测信息引入电子稳像技术对耦合干扰进行补偿的方法。首先,基于俯仰-偏航式光学稳定平台分析其在视线稳定过程中所产生的等效圆锥旋转,推导了视线旋转角与平台转角之间的数学关系。然后,分析了杆臂牵连平动对像点虚化的影响,并结合圆锥旋转构建了耦合扰动模型;针对耦合扰动模型提出利用惯性测量信息复合电子稳像的方法来实现低特征背景下的高精度稳像。最后,通过半实物仿真验证了该方法在低特征环境中的成像稳定精度和实时性。结果显示:提出的方法能够有效补偿俯仰-偏航式稳定平台转动以及船体晃动时形成的耦合干扰,在低特征环境中具有较高的成像稳定精度和实时性,修正误差为亚像素级。图像稳定后的峰值信噪比平均提高了4dB,基本满足船载光学精密探测系统对实时性、精度、抗干扰能力和稳定性的要求。     

动载体光电平台视轴稳定精度的检测

提出一种动载体光电平台视轴稳定精度的检测方法.介绍了光学测量原理,讨论了光电平台视轴稳定精度检测系统的实施路线,并对该系统使用的自准直光学成像系统、高速数字CMOS相机和光斑检测算法进行了研究.由安装在光电平台照准架上的平面反射镜反映光电平台视轴指向角度的变化,用高速数字CMOS相机采集图像,并通过计算图像之间归一化的...     

一种变量泵斜盘电液伺服控制系统研究

针对航空动力系统变量柱塞泵斜盘角度控制,设计并实施了一种简化结构的节流式电液伺服控制系统。通过数字仿真简化系统模型,并为斜盘位置控制设计控制算法,在X型航空发动机特性半物理仿真试验系统上完成了功能试验。结果表明,结构简化的变量泵斜盘位置电液伺服控制系统工作有效、快速、稳定。     

电液调节汽轮机液压伺服系统的设计

介绍了一种应用于中小汽轮机电液调节系统的液压伺服系统的设计，该系统精度高、死区小，为汽轮机整个电液系统的精度及可靠性提供了保证。     

基于DE算法的双波长光纤F-P传感系统结构优化

DE算法全局搜索能力强,收敛速度快,鲁棒性好,易于使用,能有效的解决复杂优化问题。针对光纤F-P传感器易偏离工作点问题,提出了双波长稳定技术,建立双波长稳定系统的数学优化模型,采用DE算法进行结构优化。结果表明,DE算法能在较短的运行时间内得到全局最优解,优化目标下降98.375%;证明该算法正确可行,高效可靠,能很好的用于光纤F-P传感器的结构优化设计。     

采用可变光阑的自动调光系统的稳定性分析

简要介绍了一种采用可变光阑的自动调光系统的工作原理,并对整个控制系统的稳定性进行了详细分析。通过探寻自振现象产生的原因,为提高调光系统工作的可靠性提供了依据。     

高分辨力空间相机的光学系统研究

高分辨力空间相机的光学系统决定相机的外形尺寸和布局,为了相机的小型、轻量化和结构稳定,对某一种光学设计指标要求,分析比较多种光学系统结构是有必要的。本文针对在太阳同步轨道上用TDI CCD 推扫方式成像的高分辨力可见光相机,设轨道高度为500公里,地面像元分辨力达到 0.5米,用 CODE V 软件分析研究了六种可能的相机光学系统结构,得到不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的六种光学系统设计结果数据。在实际工程应用时应根据不同的地面覆盖宽度的需求确定光学系统视场角,然后根据不同的视场角选定能满足这个视场角要求并尺寸最小的光学系统结构形式。     

一种拓宽PDH稳频系统动态范围的新方法研究

鉴于传统Pound-Drever-Hall（PDH）锁相稳频技术在稳定光腔时存在锁定的动态范围很窄且抗干扰能力差等问题,建立一种可拓宽PDH系统动态范围的稳频锁腔方法。采用传统的PDH误差信号除以透射功率来新定义一个PDH误差信号,拓宽了传统的PDH稳频锁腔的线性区域。此外,采用了卡尔曼滤波器,当存在噪声时,也能估计反射镜的状态,并设计了反馈控制系统,使得PDH稳频系统可在更宽的动态范围内快速锁定。仿真结果表明,在存在扰动和噪声情况下,该方法也可以使PDH稳频系统的动态范围增加50倍。     

台式快速成型装置的光学系统研究与开发

快速成型技术是光学、电子、材料、计算机等多学科集成的高新技术。研制的台式快速成型装置具有体积小、成本低的特点,其制造成本及运行成本仅为同类国外产品的1/10～1/20。论文主要论述了该装置的光学系统设计过程。在首先确定光学系统设计准则的基础上,通过几种类型的光源比较,选择性价比高的紫外灯,并实现了计算机对紫外灯的自动控制,如光的开启、关闭、能量调节等。该光学系统采用椭球镜及圆锥面透镜等使光束聚焦耦合入光纤,在锥度光纤输出端,光束经扩束、准直、聚焦、滤除杂散光后照射在液面处,由计算机控制的工作台带动光纤,实现零件的自动加工。设计的光学系统成本低,光束质量高,性能稳定。