基于位平面的嵌入式超光谱图像压缩系统

针对超光谱图像压缩系统实时性差的缺点,提出一种基于位平面的嵌入式超光谱图像压缩系统。对高位位平面首先采用DPCM去相关,然后再进行游程编码,对低位位平面首先采用四叉数分割,然后再进行LZW编码,最后混合码流进行数据输出。结合实际应用,以高性能DSP芯片TMS320C6455作为中央处理器,结合现场可编程门阵列FPGA构成外围电路逻辑控制,搭建了嵌入式高速图像压缩处理平台。基于该平台用真实图像验证了文中提出的算法,实验结果表明,该系统在保持较高重建精度的同时,有效降低了算法运行量,减少了算法运行时间,能够满足工程项目的要求。     

机载光电侦察平台的自抗扰控制技术研究

PID控制在机载光电侦察平台伺服系统中应用广泛,但其固有的一些缺陷限制了系统性能的进一步提高.为此,设计了一个自抗扰控制器,通过采取为参考信号安排过渡过程,估计参考信号和输出信号的微分,实时估计并补偿伺服系统的所有扰动等措施,克服了PID控制器的缺陷.以某型号机载光电侦察平台为控制对象,对自抗扰控制器与PID控制器进行了仿真对比试验.试验结果表明,采用自抗扰控制器的机载光电侦察平台伺服系统的阶跃响应速度快、无超调,对模型摄动和测量噪声不敏感,对外界扰动的抑制能力强,能够有效克服摩擦扰动对平台低速运动性能的影响,各项性能均优于PID控制器.最后,提出了一套自抗扰控制器参数整定准则.     

机载多框架光电吊舱无转角隔振方式设计

分析了光电侦察吊舱隔振器的作用以及对机栽光电吊舱测量精度的影响,提出了一种多框架光电吊舱的隔振措施,该方法通过对振动的分级衰减,可以有效隔离由光电吊舱载体引起的20Hz以上的振动.通过对隔振器的结构设计,使隔振器按照 X、Y、Z 向平动,不产生转角,解决了隔振和精确测量的矛盾.     

低频振动主动控制系统的设计及实验研究

研制了一种电磁式主动吸振器作为低频振动主动控制的执行机构,基于LMS自适应滤波算法设计了相应的控制律,该算法具有实现简单,计算量小等优点,利用DSP作为控制算法的核心器件,搭建了主动减振系统,最后通过两端固支梁减振实验表明了该系统和控制算法的有效性。     

超小型无人机相机系统关键技术研究

针对超小型无人机有效载荷种类有限,利用系统集成的方法,设计了一套实用的超小型无人机相机系统。分析了系统的性能指标,解决了商业级数码相机应用于航空机载设备的关键技术。利用系统减振技术,图像不存在模糊现象;相机系统在曝光期间的像移不超过0.5像元,不存在拖影问题。通过相机系统热设计,解决了相机低温不启动的问题。相机系统在超小型无人机上进行了搭载飞行试验,图像清晰,表明方案设计合理。     

光电陀螺稳定平台的分数阶控制

为了提高光电陀螺稳定平台的隔离度,改善其在速度扰动情况下的稳定精度和跟踪精度,将分数阶PIλ控制器引入到光电陀螺稳定平台的速率环控制中。首先,说明了采用常规PI控制提高系统精度的弊端,介绍了分数阶微积分和分数阶PIλDμ控制,提出采用分数阶PIλ控制器来提高控制系统的控制精度。然后,针对采用电流环的等效一阶纯积分控制对象,提出基于稳定裕度和剪切频率的设计方法,该方法同样适用于整数阶PI控制器。最后,以机载光电陀螺稳定平台为研究对象,分别采用分数阶PIλ和整数阶PI控制器进行了阶跃响应、速度扰动隔离和稳定精度的实验研究。实验结果表明,采用分数阶PIλ控制器的系统具有阶跃响应超调量小的优点,在幅值为3.14(°)/s,频率为0.5Hz的速度扰动下,速度扰动隔离度提高了约38%,稳定精度提高了约40%。实验表明,与整数阶PI控制器相比,采用分数阶PIλ控制器可在保证稳定裕度的前提下提高系统的控制精度,且与整数阶PI控制器一样具有易于工程实现的优点。     

航空光电稳定平台的二级自抗扰控制器

为了进一步提高两轴四框架航空光电稳定平台的抗 干扰能力,提出了一种二级自抗扰控制器(ADRC)的新方法。首先,在外框架中加入高精度陀 螺仪,使其具备扰动抑制能力;然后分别在内外框架中,采用带宽单参数化的设计方法设计 ESO及带扰动补偿的二级自抗扰控制规律;最后,在飞行模拟转台中测试(ADRC)对2.5Hz以内任意频率扰动的抑制能力。实验结果表明,对比于传统的平方滞后 超前控制器,采用二级ADRC,系统的扰动隔离度至少提高9.65dB, 且随着扰动频率大于0.5Hz,扰动隔离度的提高更为明显,最优情况 已达到16.08dB;同时,二级ADRC具有很强的鲁 棒性,允许被控对象参数在17%的范围内浮动,满足了高精度航空光 电稳定平台的性能要求,对提高航空光电稳定平台控制系统的抗扰动性能具有较高的实用价 值。     

基于频域的光电稳定平台扰动观测器设计

为了解决传统扰动观测器(disturbance observer, DOB) 无法保证标称系统和非最小相位系统内部稳定性的问题,提出了在频域中设计扰动观测器的新方法,通过对补偿器的设计,避免传统DOB传递函数分母为0的情况,从而保证系统稳定性。结合光电稳定平台进行视轴稳定试验,试验结果表明:在幅度为3°、1 Hz的扰动作用下,结合本研究扰动观测器所设计的控制系统,不但可以保证标称系统和非最小相位系统的内部稳定性,并且具有更宽的带宽和更为快速的频率响应,可以更加有效地隔离扰动,相比传统DOB控制系统的输出,扰动残差减少75%,为光电稳定平台控制系统设计提供参考。     

基于次级通道前馈等效阻尼补偿的改进滤波x-LMS算法

研究了通过次级通道阻尼补偿提高滤波x-最小均方(Least Mean Square; LMS)算法性能的实现方法,提出了一种自适应前馈等效阻尼补偿方案;将前馈补偿器与自适应前馈控制器设计相结合,设计了基于前馈等效阻尼补偿的改进滤波x-LMS算法,改进算法保持了滤波x-LMS算法结构简单、鲁棒性强等优点。以柔性悬臂梁前两阶模态振动为控制目标,分别采用两种算法进行了主动减振仿真实验,结果表明本文提出的改进滤波x-LMS算法具有更快的收敛速度。