基于陀螺和太阳敏感器的月球车定向方法

针对月球探测车采用惯性导航方法进行定向时,航向角参数误差随时间不断累积的缺点,提出了一种天文导航定时修正的月球车自主定向方法.该天文方法首先建立当地地平坐标系,然后通过太阳敏感器观测太阳矢量并由星历计算来推算太阳的方位从而得到月球车的航向信息.仿真实验分析比较了月球车有无误差修正时航向信息的差别.最后通过中国天文年历和...     

联合ADS-B的最小二乘雷达系统误差估计方法

为了解决两坐标雷达系统误差估计问题,提出一种联合ADS-B的最小二乘雷达系统误差估计方法.提出方法首先将ADS-B量测从地理坐标系转换到雷达局部直角坐标系,建立统一的配准空间;其次以雷达航迹的采样时间为基准,对ADS-B航迹进行插值,构造新的ADS-B航迹;然后采用直线拟合算法分别计算雷达航迹和ADS-B航迹的直线方程,并计算两条直线的夹角,再利用该夹角补偿雷达航迹的航向角数据;最后采用最小二乘算法估计雷达系统误差.实测数据实验结果表明,与传统直线拟合方法和最小二乘方法相比,提出方法能够更有效地估计雷达系统误差;经过提出方法配准处理后,雷达航迹数据的平均斜距离误差和方位角误差分别降低71.7%和52.7%.     

矢量法刀具半径补偿研究

传统刀具补偿方法的计算过程复杂繁琐,计算量相对较大.提出一种新的矢量法刀具半径补偿,通过分析加工线段转接点处切线矢量夹角在平面坐标系中的分布情况,判断出不同的转接类型,并在此基础上进行刀具半径补偿计算,得出各个转接点坐标.仿真实验结果表明,该方法简单实用,较传统方法计算量显著减少,尤其是对转接点的计算,矢量法的引入使得该方法较三角函数方法具有更大的优势.     

一种改进的SVPWM算法研究

针对二极管箝位三电平逆变器的研究,传统的基于直角坐标系下的空间矢量脉宽调制算法(SVPWM)需要大量的三角函数运算,增大了运算量,难以进行数字实现.为了提高实时性,改进算法,研究了一种基于斜角坐标系下的SVPWM改进算法,核心是通过Clarke-Park联合变换将基于三相静止坐标系下的三相电压转换为基于非正交60°斜角坐标系下的两相电压,使得电压参考矢量在进行扇区判断和开关矢量作用时间的计算上都避免了三角函数计算,只有普通的四则运算,降低了运算量.经过仿真,结果表明改进算法的有效,并且在运算时间上优于传统算法,易于实现.     

机器人手眼关系、基坐标系和世界坐标系关系的同时标定

提出了同时确定手眼关系以及机器人坐标系到世界坐标系关系的两种算法．算法１基于矩阵直积理论,可一次算出标定方程的旋转部分和平移部分,与现有的４元数法相比,不存在误差的传递问题;算法２基于粒子群优化理论,同样能一次计算出标定方程的旋转部分和平移部分,与采用ＬｅｖｅｎｂｅｒｇＭａｒｑｕａｒｄｔ的算法相比,该方法只需指定参数的范围．仿真结果表明了算法的有效性,并对于类似问题具有一定参考价值．     

基于MEMS的车辆姿态感知系统

针对MEMS传感器精度低、误差大等缺点,采用三轴加速度计、三轴磁强计和三轴陀螺仪进行组合姿态测量,使用卡尔曼滤波进行多传感器数据融合。将旋转矢量法解算出的陀螺仪的姿态四元数作为卡尔曼滤波的预测矢量,将高斯牛顿法解算出的加速度计和磁强计的姿态四元数作为卡尔曼滤波的观测矢量,建立卡尔曼传播方程,求出更高精度的姿态四元数,解算出姿态角,将 AHRS 中的姿态角与车辆的坐标系对应,实验结果表明车辆在不同状态下的姿态角度变化与车辆的运行状态一致。     

三相交流异步电机控制系统仿真

阐述异步电机的矢量控制原理,对三相异步交流电机矢量控制系统控制过程进行MATLAB仿真,根据交流电机坐标变换及矢量控制理论提出异步电机在任意同步旋转坐标系下仿真结构图的建模思想,提出一种按“角速度—定子电流—转子磁通”为状态变量在动态坐标系下的动态结构图.利用该结构图可以方便的构成电机的仿真模型,进行仿真计算.仿真结果...     

基于动力学模型约束的多矢量空中对准算法

制导炮弹的高动态飞行对精确导航与制导带来了极大挑战。针对传统的多矢量空中对准方法中投影到初始时刻导航坐标系矢量β(t)在高动态环境下易受GNSS信息失锁、噪声干扰的问题,提出了一种基于动力学模型约束的多矢量空中对准方法。通过引入质点弹道动力学模型来设计基于EKF的弹道运动估计算法,提升制导炮弹测速、定位的精度,并进而提升β(t)矢量构建的精度。在此基础上通过矢量定姿算法实现初始姿态矩阵的对准。仿真实验表明,基于EKF的弹道运动估计算法所获取的速度误差(RMSE)降低了50%,位置误差(RMSE)降低了80%。相比于直接采用GNSS信息构建β(t)矢量,所提出的矢量构建方案结合Request矢量定姿算法可以快速实现初始时刻姿态的对准,收敛后的失准角误差(RMSE)均小于1°,满足空中粗对准的需求。     

60°坐标系下三电平感应电机 SVPWM算法

传统三电平正交坐标系下空间矢量脉宽调制法(SVPWM)在矢量合成过程中,涉及大量函数运算,计算复杂,占用了计算机大量存储空间、导致运算效率下降.为更好的实现编程控制,进行60°坐标系下的SVPWM算法研究,改进和简化传统的SVPWM算法,避免了计算过程中大量的逻辑运算.最后通过对系统进行仿真分析与实验平台验证,结果表明,该算法减少了运算时间,提高了计算精度,更能满足实际工况需求.     

基于等误差原则的信道优化矢量量化器的设计

提出了一种基于等误差原则的信道优化矢量量化器的设计方法。该算法通过在子区域误差较大的矢量附近产生新的矢量来代替子区域误差较小的矢量,从而逐渐平均各子区域误差,并同时使信道矢量量化器满足最近邻条件和质心条件,求得最优码书。采用该算法,在给定信道状态模型和信道噪声情况下,可有效地提高矢量量化器的性能,仿真实验结果表明该算法可获得比传统算法更优的性能增益。     

均匀空间色差度量的矢量形态学图像处理

彩色图像矢量形态学处理中,针对矢量排序准则存在模糊性和片面性等缺点,提出一种新的矢量排序方法。首先根据在均匀的Lab空间中,颜色之间视觉上的差距与颜色坐标上的欧几里得距离成正比的特点,将量化后的色差大小作矢量排序准则;然后利用四元数法建立彩色图像模型和形态学结构元素模型,在此基础上定义新的彩色形态学基本运算子;最后研究了矢量形态学图像处理算法,对比了本文方法和HSV矢量排序法的应用效果。实验结果表明,本文方法能较好地用于提取图像边缘和去除椒盐噪声。     

基于角度补偿的手机多传感器数据融合测距算法

在惯性测量领域,单纯利用加速度二次积分的方法并不能准确感知目标对象移动的距离.加速度传感器在感知呈线性运动的目标对象时较为准确和实用,但在三维空间运动时它的坐标轴会随物体发生方向的改变而不断漂移.为解决该问题,提出了一种基于角度补偿的手机多传感器数据融合测距算法(ADC-R),使用加速度传感器测量物体运动的加速度,作为计算位移的原始数据;采用手机陀螺仪传感器测量运动物体的角速度,并以旋转矢量传感器输出的数据作为参数把手机动态坐标系下测得的加速度值空间坐标转换到静态的参考坐标系下,然后进行数据融合完成角度补偿计算;最后根据物理学加速度和位移的关系运用数学积分方法和进一步修正误差的技术得到最终移动的距离.实验结果表明此方法在近距离测距方面精度较高,优于加速度积分算法和加速度与陀螺仪融合算法.     

SVPWM三相电压型逆变器的仿真研究

以三相电压型逆变器为基础,根据空间矢量脉宽调制（SVPWM）基本原理详细分析研究了电压矢量作用时间和扇区分配问题,以α-β坐标为基础,建立了互差π/3的x-y-z时间坐标系,提出了不同扇区矢量作用时间长短根据期望极值判断的原则。介绍了MATLAB中M文件编程的仿真方法,建立了MATLAB程序嵌入式主要功能模块,逆变器采用数字PID控制,利用Simulink对系统进行了综合仿真分析及试验,给出了仿真及实验波形,为实现SVPWM逆变器的数字控制提供参考。     

Deterministic Rendezvous in Graphs

Two mobile agents having distinct identifiers and located in nodes of an unknown anonymous connected graph, have to meet at some node of the graph. We seek fast deterministic algorithms for this rendezvous problem, under two scenarios: simultaneous startup, when both agents start executing the algorithm at the same time, and arbitrary startup, when starting times of the agents are arbitrarily decided by an adversary. The measure of performance of a rendezvous algorithm is its cost: for a given initial location of agents in a graph, this is the number of steps since the startup of the later agent until rendezvous is achieved. We first show that rendezvous can be completed at cost O(n + log l) on any n-node tree, where l is the smaller of the two identifiers, even with arbitrary startup. This complexity of the cost cannot be improved for some trees, even with simultaneous startup. Efficient rendezvous in trees relies on fast network exploration and cannot be used when the graph contains cycles. We further study the simplest such network, i.e., the ring. We prove that, with simultaneous startup, optimal cost of rendezvous on any ring is Θ(D log l), where D is the initial distance between agents. We also establish bounds on rendezvous cost in rings with arbitrary startup. For arbitrary connected graphs, our main contribution is a deterministic rendezvous algorithm with cost polynomial in n, τ and log l, where τ is the difference between startup times of the agents. We also show a lower bound Ω (n²) on the cost of rendezvous in some family of graphs. If simultaneous startup is assumed, we construct a generic rendezvous algorithm, working for all connected graphs, which is optimal for the class of graphs of bounded degree, if the initial distance between agents is bounded.     

SVPWM算法的关键技术研究及实现

控制算法是交流伺服系统的核心。为了改善系统的系能,依据矢量控制理论及空间电压矢量脉宽调制原理,由已知逆矩阵和Uout在平面直角坐标系的投影,详细论述了非零矢量运动时间t1、t2的确定方法;给出了矢量切换点Tcm1、Tcm2、Tcm3的计算方法;根据索引号和扇区一一对应的关系,给出了矢量所处扇区的判断方法。进行了系统仿真,仿真结果表明整个系统具有较好的动态响应和稳态精度。     

A novel encoding algorithm for vector quantization using transformed codebook

In this paper, a novel encoding algorithm for vector quantization is presented. Our method uses a set of transformed codewords and partial distortion rejection to determine the reproduction vector of an input vector. Experimental results show that our algorithm is superior to other methods in terms of the computing time and number of distance calculations. Compared with available approaches, our method can reduce the computing time and number of distance calculations significantly. Compared with the available best method of reducing the number of distance computations, our approach can reduce the number of distance calculations by 32.3-67.1%. Compared with the best encoding algorithm for vector quantization, our method can also further reduce the computing time by 19.7-23.9%. The performance of our method is better when a larger codebook is used and is weakly correlated to codebook size.     

支持交会对接任务精密时间基准方法研究与实现

在交会对接载人飞行器综合测试过程中,为了实现多飞行器协同工作,需要对多航天器同步实时模拟航天器在轨交会对接过程中的飞行状态及时序,这就对航天器和测试系统间的协调匹配性提出了很高的要求,系统时间基准精度要求尤为突出。地面测试设备需要有一个统一、高精度的时间标准,作为测试数据、测试指令的参考,是准确测量船载频率标准的关键所在,在整船综合测试过程中,对时间基准和时间基本修正方法进行了研究,采用了时间精度同步算法关键技术和方法,以保证时间的准确性和一致性。经实际应用高精度时间精准方法及系统设计,满足交会对接载人航天器工程上的应用,保证精密时间基准系统功能、精度能满足测试要求,为载人航天器可靠性验证提供极为重要的辅助手段。     

Terminal control of the trajectory and rotational motion of an active spacecraft during a rendezvous with a passive spacecraft

In this work, the problem of a spacecraft’s rendezvous is considered in the radial coordinate system, taking into consideration the effect of the difference gravitational acceleration, using a control algorithm with the prediction model based on the minimization of the generalized work functional. The analytical formulas have been derived to compute the control actions when the motion of the center of mass and the motion about the center of mass, when solving the parametric optimization problem, are considered in a unified terminal formulation. The analytical solution is based on a special prediction model that has an analytical solution in the advanced modeling of the rendezvous process. The results of modeling a spacecraft’s rendezvous are presented.     

基于单目视觉的车辆碰撞预警系统

基于单目视觉的车辆碰撞预警系统能够发现道路前方的车辆并估算出与前方车辆之间的距离,利用预警机制及时提醒驾驶员危险状况。车道检测和车辆识别是该系统需要解决的两个主要难题，提出了利用边缘分布函数EDF检测车道标线，利用车辆底部纹理和对称性特征识别车辆，并根据图像坐标系和世界坐标系之间的几何映射关系测距。实验结果表明，提出的方法能够有效检测出车道标线，并能很好地测定与前车的距离。     

基于双全站仪的中子谱仪样品台位姿标定方法

中子谱仪样品台是实现样品上待测量点精确移动到衍射点并实现待测量矢量与Q散射矢量对齐的功能,从而进行残余应力测量。提出了一种基于双全站仪的位姿标定方案来实现样品台的以上功能,采用双全站仪测量系统和便携式激光扫描臂系统对各个坐标系进行标定。分别设计了样品坐标系、四轴样品台坐标系、中子谱仪衍射坐标系和全站仪坐标系的标定方案,并精确地设计了基于基准球的标定方案,由刚体变换法求得样品坐标系和全站仪坐标系之间的位姿转换矩阵,对样品上待测量点进行运动求解得到样品台的运动指令,并进行了实验验证。实验结果表明该方案能实现待测量点精确移动到衍射点,使待测量矢量与Q散射矢量对齐。