CMM采样点对涡轮叶片特征参数检测精度的影响

采样点规划是涡轮叶片三坐标测量的必要步骤,特征参数是涡轮叶片的重要检测内容之一。但目前,采样点分布对涡轮叶片特征参数检测精度的影响研究尚处于空白。针对此问题,给出了涡轮叶片特征参数的计算方法并开发了相应软件;基于杠杆平衡原理,研究了适用于自由曲线曲面的均匀采样、曲率采样、弦公差采样、加权曲率采样和曲率-弧长采样算法。通过测量仿真与实验,研究了这5种采样算法对涡轮叶片叶型特征参数计算精度的影响;结果表明:采用曲率-弧长采样算法得到的叶型特征参数的计算误差和叶型曲线拟合误差均小于其他4种采样算法。     

基于磁强计的皮卫星姿态角测量误差

采用三轴磁强计测量地磁场矢量,与轨道演化和国际地磁场参考模型(IGRF)计算获得的地磁场矢量进行比较,获得姿态角度信息的方法适合体积小、重量轻、功耗低的皮卫星应用环境。地磁场矢量实际测量误差和轨道模型演化计算的地磁场矢量误差是皮卫星姿态角测量的两大误差源。通过分析获得磁强计A/D采样、磁传感器误差、温度漂移、铁磁材料等因素导致地磁场矢量实际测量误差为1.74°。皮卫星自身的特点不允许采用复杂的SPG4轨道演化模型,基于Kepler轨道模型和IGRF地磁场模型计算获得的地磁场矢量误差为0.5°。因此,基于三轴磁强计的皮卫星姿态角测量误差为2.24°。     

基于自适应采样的复杂模型全局近似

针对复杂模型近似处理的问题,提出自适应采样结合曲面曲率的全局近似方法. 采用自适应设计域分割采样方法获取新增采样点,逐步提高源模型的响应面近似模型精度. 引入判定响应面近似模型精度,提出利用几何方法计算曲面曲率,并结合启发式直接搜索算法（DIRECT）搜索响应面模型上的最大曲率点及设计域最佳分割位置. 所提方法可以运用于其他响应面模型,并适合用于大设计域、大数据源模型的近似处理. 函数源模型及复杂电动车模型的近似处理测试结果表明,所提方法具有实用性和有效性.     

三维人脸的非均匀重采样对齐算法

为了用尽量少的网格点和面片数表示对齐后的三维人脸,基于分片的网格重采样思想,通过分析每片的曲率高低自动确定各片的网格稠密度,得到非均匀的网格结构,实现了不同三维人脸数据间点到点的一一对齐．实验结果表明:与以往的对齐算法相比,此方法不仅可以大大减少表示人脸的网格点数目,还可以较好地保持人脸的形状和外观特征;使用非均匀重采样做对齐后的三维人脸库建立的人脸模型进行人脸重建,比使用均匀重采样得到的人脸模型在重建速度上有了很大提高．     

基于非均匀同步采样的周期信号重构

基于适用于周期信号的一种非均匀同步采样方法,推导了利用非均匀采样值恢复原周期信号的内插重构算法. 重构的关键在于将非均匀采样信号分解为几个均匀采样信号的叠加,从而使得在非均匀采样时应用Shannon采样定理成为可能. 由于这种非均匀采样法不存在实际采样点偏离采样点理论计算值的弊端, 从而提高了内插公式的计算精度.该算法具有结构简单和计算精度高的特点, 数值实验的结果也验证了算法具有这些优点. 该算法在电网监测系统中具有实际应用意义.     

基于法向量距离分类的散乱点云数据去噪

在三维点云数据的去噪中,很难实现既保持尖锐区域的特征,又使平滑区域高度光顺。为此,提出了一种基于法向量距离分类的去噪方法。首先计算点云数据的微分几何信息。采用鲁棒的方法对点云数据进行法矢量估算,并将其法矢量方向调整到一致。再根据采样点的局部二次曲面拟合来估算点云数据的曲率;然后通过计算从采样点到其切平面的法向距离,将点云数据划分为平滑区域和尖锐区域,并采用加权局部最优投影算法和双边滤波算法分别对平滑区域和尖锐区域进行滤波去噪。选用Bunny和Fandisk点云模型,分别采用单一的加权局部最优投影算法、双边滤波算法及两者相结合算法对点云模型进行去噪测试。测试结果表明:所提方法可有效去除噪声模型中的孤点,提高点云分布的均匀性;增强点云模型平滑区域的光顺度,保持了尖锐区域中的几何特征并避免了过度光顺和细节特征失真。对比测试数据可知,降噪点云模型的误差和偏差较小,Bunny模型的平均误差为0.001 1 mm,Fandisk模型的平均误差为0.000 7 mm。     

基于4D Shepard 曲面的点云曲率估算

为了高效处理大规模点云数据，提出了一种新的曲率估算方法.该方法基于空间六面体栅格分割点
云，针对每个栅格中的测量点逼近局部二次抛物面，通过计算并检查抛物面的最小采样密度和自适应划分
栅格来构建符合给定允差的局部曲面，使用步进法对曲面进行采样，利用坐标转换法计算每个采样点的曲
率、插值采样点的坐标和曲率来构造全局4D Shepard 曲面，并快速计算点云中每个测量点的曲率.结果表
明，该方法通过Shepard 曲面插值点的简单线性组合估算曲率，无需构建三角网格，具有复杂度低，实用
性强的特点.应用该方法能够快速、准确地获取大规模离散数据的曲率值.     

带通信号非均匀采样理论的研究

为拓宽带通信号非均匀采样的采样频率范围,提出了一种周期性非均匀带通采样方法,该非均匀采样的平均采样频率在数值上等于带通信号无失真均匀采样的采样频率. 分析了采样后信号频谱的混叠问题,在此基础上,给出了无失真重建时内插函数的傅里叶像函数应该满足的条件. 计算机仿真实例验证了非均匀采样时内插函数的计算和带通信号的重建过程.     

竞争学习的非均匀采样非线性系统的模糊辨识

在实际非线性系统中,由于资源的限制,使得输入信号快速刷新,输出信号慢速采样.利用获得的非均匀采样数据对原非线性系统辨识存在一定困难.为此,通过提升技术,把非线性系统的多个特征点局部的线性模型转化为模糊模型的后件线性模型.在此基础上,提出基于竞争学习和递推梯度下降方法的辨识算法.通过定理证明:输入信号在持续激励条件下,模糊模型的参数能够一致性收敛;针对化工p H中和过程非线性系统,采用非均匀采样数据,建立其模糊模型,通过实际数据与模糊模型输出数据误差对比,表明了实际系统在非均匀采样条件下,模糊辨识能够建立其过程模型,验证了提出方法的有效性.     

用于谐波测量的非均匀同步采样时钟产生方法

为了消除谐波采样中的频谱泄露并降低电路实现代价,提出非均匀同步过采样时钟产生方法.该方法使用延时锁定环路产生非均匀时钟,控制谐波采样的过采样间隔.通过合理设计过采样率、非均匀时钟频率的概率分布以及变化周期,使非均匀过采样噪声位于模数转换器输出带宽之外,减小了采样噪声对谐波频谱的调制影响,保证了非均匀时钟是统计意义上跟踪基波频率的同步时钟.过采样和时钟的非均匀特性大幅简化了延时锁定环路的结构,所需延时单元个数从3×104减少到125.采样数据可以作为同步采样序列直接进行快速傅里叶变换运算,无需消除非均匀采样噪声和频谱泄露的操作.在使用1.6384 MHz参考时钟、基波频率为46～54 Hz的情况下,63次谐波范围内的谐波幅度和相位测量误差分别小于0.02%和0.031°.     

并行ADC采样系统非均匀误差自适应校正的研究

并行ADC采样是提高采样速率的一种有效方法,但并行通道间的失配使拼接后的信号变成非均匀采样信号,严重降低了采样系统性能。通过对并行ADC采样系统工作原理的分析,基于非均匀误差的特点,综合考虑误差的影响,建立非均匀误差综合估计的基本模型,并对三种主要误差提出综合校正方法;采用改进的变步长LMS自适应算法对三种误差进行估计与综合校正,建立并行ADC采样系统误差校正的模型;Matlab仿真实验结果表明,该方法实现了对非均匀误差的综合校正,具有可行性和可靠性。     

采样控制系统混合灵敏度设计及应用

采样控制系统中离散信号与连接信号共存,如何在不丢失系统在采样时刻之间信息的前提下,并同时考虑被控对象的不确定性,实现采样控制系统的设计成为采样控制系统设计的难点。针对这一问题,基于时域提升技术,研究采样控制系统混合灵敏度设计方法。首先对采样控制系统混合灵敏度问题进行描述,然后分析了采样周期,低通滤波器及加权函数的选择原则,并给出了采样控制系统混合灵敏度问题的计算方法。最后,结合某电动仿真转台位置伺服回路的设计问题,与传统设计方法进行了比较,从而验证了方法的有效性。     

宽带信号采样的关键技术研究

提出了一种实现宽带信号实时采样的技术原理和应用设计方法;论述了混合滤波器组技术对传统并行交替采样结构进行非均匀采样的校准处理,多通道采样的时钟与触发同步机制,以及分相存储实现大容量采样数据存储等研究内容;给出了系统的可行性设计。     

基于SA模型的两种曲率修正方法的应用及验证

分别应用Spalart和Dacles的曲率修正方法,基于结构化网格上的RANS求解器,加入了SARC和SAR模型,然后数值模拟了具有轻微曲率效应的零逆压梯度弯曲壁面和具有强曲率效应的180°U形弯管流动。基于SA模型的两种曲率修正方法的数值模拟结果表明:通过修改SA模型控制方程的部分源项,考虑曲率效应后的SARC和SAR模型的计算结果相当,都能够正确反映曲率效应所带来的额外雷诺应力,可以给出比原SA模型更加准确的数值模拟结果,更适于处理带有流线弯曲的流动问题。SARC模型部分结果要优于SAR模型,但SARC模型的计算量较大,需要更多的计算机资源;SAR模型增加的计算量有限,更易推广应用到三维或者非定常问题,但针对不同的问题,需调整模型中的曲率修正常数。     

基于加权CVT的一个微分方程的降阶模型(英文)

基于加权CVT的Burgers方程的降阶模型,研究了由非均匀密度确定的近似子空间基元素.并利用有限元方法比较了由CVT-uniform,CVT-nonuniform方法和POD方法得到的相关数值.     

卫星振动引起的非规则采样降质图像复原方法

针对卫星振动引起的TDICCD相机非规则采样导致像质退化的问题,提出了非规则采样降质退化图像的复原方法．首先利用基于非均匀快速傅里叶变换的频域插值对非规则采样的几何降质退化规律进行建模,并结合遥感成像的模糊退化过程,建立非规则采样降质图像退化模型．然后利用频域插值特性将模型逆求解过程转换为Toeplitz矩阵系统的线性方程求解问题,实现了快速求解,提出非规则采样几何降质和模糊退化的综合处理方法．最后利用测试图形和真实遥感图像对方法进行验证,实验结果表明:在严重模糊、几何降质及高噪声水平条件下,复原后的图像与理想图像的结构相似度仍优于0.93,而且具有较高的处理效率．该方法能有效应用于在轨振动引起的非规则采样降质的复原处理．     

基于磁强计和陀螺测量的卫星轨道姿态一体化确定算法

突破卫星轨道和姿态参数分别确定分而治之的传统模式,提出了利用磁强计和陀螺测量信息同时确定卫星轨道和姿态参数的新方法。利用磁强计提供的地磁场测量值与地磁场模型计算值之间的差值,以及陀螺提供的角速度信息,推导了轨道姿态一体化确定扩展卡尔曼滤波算法。利用局部可观测性理论定量地计算系统局部可观测矩阵的条件数,进而利用该条件数对系统的可观测性进行深入分析。最后对本文算法进行了数学仿真,结果表明该算法的可行性和有效性。     

基于傅立叶分析的非均匀采样信号内插重构方法

针对实际采样过程中出现的采样非均匀性,从随机过程的角度研究非均匀采样信号的谱特性,提出频域均匀抽样傅立叶逆变换的非均匀时域采样信号重构方法。将非均匀采样信号描述为不均匀采样时刻冲激函数代数和的形式,利用傅立叶变换得到非均匀采样信号的频谱曲线,由采样时刻随机均匀分布的特点,得到反应原信号频谱特性的非均匀采样信号频谱数学期望,再由频域抽样理论重构原信号。MATLAB仿真实验验证了这种非均匀采样信号分析与重构方法的正确性,将这一研究成果应用到机械抖动激光陀螺输出信号处理中,得到了可靠的符合实际的机械正弦抖动幅频曲线并重构出激光陀螺正弦抖动机构的输出信号。     

在曲线坐标系中流线曲率法与有限差分法的比较

本文独立地导出了用于非正交曲线坐标系中的流线曲率法的主方程,编制了计算机程序;对同一个透平级,分别用流线曲率法及有限差分法进行了计算。计算结果表明,用两种方法求解得到的气流参数沿叶高的分布规律基本上是一致的。将所需要的计算机存储量,计算时间,计算精度和最优化设计的适用性等项目进行比较后,我们可以说,流线曲率法和有限差分法各有其优点和不足之处。因此不能认为其中一种比另一种绝对优越,从实用者观点看,两种方法都是有效的三元流动计算方法。     

非均匀采样周期信号采样时间偏差估计算法研究

在非均匀采样一般理论的基础上,推导出一种估计各个通道的采样时间偏差的方法,基于这种方法,给出了一种可校正非均匀采样周期信号采样时间偏差的新型波形数字化义的结构,可并计算得到的估计值反馈给采样通道的延时校正单元,以补偿采样时间的偏差,从而提高了数据采集的质量。