基于三维仿真的飞行姿态与航迹监控软件的设计

三维仿真技术在试飞试验领域越来越得到重视与应用。本文介绍了基于三维仿真技术的飞行姿态与航迹监控软件的总体设计结构,并着重阐述了主要组成模块的功能、设计方法与应用效果。该软件的成功研制,使得能够从全局的角度对目标试验机的姿态、位置及系统状态进行掌控。同时,利用回放能够逼真再现飞行全过程,可作为飞行演示和事后分析的一种手段。该软件在提高试飞效率和保障试飞安全方面发挥着重要作用。     

基于FFT的二维并行长码捕获算法

导航伪随机长码周期一般为7天,在时间不确定度为±1 s,码速率为10.23 MHz的情况下,需要搜索码片数最多达20 460 000个,普通方法难以实现短时间内捕获。通过增加硬件资源消耗及减少相干积分时间能加快捕获速度,但由于硬件资源有限,而减少相干积分时间会导致捕获灵敏度降低。为了在有限的硬件资源下,不影响捕获灵敏度而又能快速实现捕获,研究了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的二维并行搜索算法。通过与传统基于FFT的码相位并行多普勒串行搜索及匹配滤波+FFT方法在捕获时间、灵敏度及硬件资源3方面对比,验证了基于FFT的二维并行捕获方法在长码捕获中具有捕获速度快、捕获灵敏度较高、硬件资源的利用更加合理等优势。     

气相色谱仪(FID和ECD)检定中重复性问题的探讨

<正>气相色谱仪的重复性是决定样品分析的准确性和可靠性的重要指标,JJG700-1999《气相色谱仪检定规程》中对新制造、使用中和修理后的仪器均有对定量重复性指标的要求。本文依据笔者工作经验,以气相色谱仪应用最广泛的两种检测器——火焰离子化检测器(FID)和电子捕获检测器(ECD)为例,探讨影响重复性检定的因素和排除方法,供广大计量工作者参考。     

地磁坐标系下变姿态空间相机的外热流计算

为了提供准确的空间相机外热流数据,提出一种在地磁坐标系下进行频繁姿态变换的空间相机瞬态外热流计算方法。首先,确定了在J2000坐标系下太阳地球的相对位置及太阳辐照强度;其次,计算相机不同位置的地磁纬度,并采用二分法得到相机在轨运行时进出高磁纬地区(|L|60)的轨道时间;然后,依据其地磁纬度,确定相机不同时刻下的在轨姿态。最后,采用蒙特卡洛法(MCM)计算相机的各环境映射面的轨道视角系数,进而得出整轨周期内各环境映射面接受的瞬时外热流。此方法与IDEAS/TMG软件的外热流结果能够较好的吻合。与姿态稳定的相机相比,空间相机姿态频繁变化会导致外热流数值的明显波动。尤其是入光口所在的+Z面,其波动范围为0~1 245.4 W/m2。     

四旋翼姿态解算算法的对比与研究

在无人机领域,具有高精度且易于实现的导航算法是研究的热点,获取准确实时的姿态信息是无人机控制的关键。针对姿态解算问题,采用陀螺仪和加速度计等常见惯性元件,给出姿态矩阵的更新算法,仿真并对比了互补滤波器、梯度下降算法和线性卡尔曼滤波器等常用姿态解算算法,有利于人们加深对姿态解算的认识。     

表情与姿态——城市建筑的个性表现

由于文明的进步带来的社会多样化,建筑的个性表现成为业界关注的重要问题。该文提出了基于实用性的建筑个性表达方式分类方法,将建筑造型方法分为表情表现与姿态表现,借鉴绘画与雕塑的差异性来理解建筑造型方法的艺术性,并试图通过二维与三维造型方法来研究建筑个性的整合问题。该文就表情表现和姿态表现在当代建筑造型设计中的趋势进行了有针对性的分析。认识到当代城市中城市建筑个性的张扬与城市的混乱所产生的冲突,作者最后提出以城市设计来控制城市建筑的个性表现以获得有序化的城市。     

曲面光斑面积变化模型及其对熔覆质量的影响

目的 建立一种计算曲面工件激光光斑面积变化的数学模型,研究光斑面积在多大范围内变化对熔覆质量的影响最小。方法 采用高斯曲率的倒数作为曲率球的半径,利用曲率球代替NURBS曲面微小单元,通过圆柱体与球体相贯的数学分析方法求取截交面积,进而推导出NURBS曲面光斑面积的数学模型,采用CATIA软件作对比,进行验证。结果 该数学模型得出的结果与CATIA计算的结果相对误差不超过0.2%,满足工程应用。对模型中影响光斑面积大小的三个因素（离焦量、光束姿态、曲率）进行分析表明,影响光斑面积大小的最主要因素是光束姿态。在此基础上,以Q235为母材,KF310粉末为熔覆材料,调整光束姿态分别以0?、10?、20?、30?、40?为入射角进行激光熔覆,测试和分析得出,在0?、10?、20?时,单道熔覆层宽度随空间夹角及光斑面积的增大而增大,熔覆高度随光斑面积增大而减小,熔覆层与基体之间存在亮白色界面,这是凝固初期界面处生长出的平面晶,说明形成了冶金结合。而30?、40?时的单道熔覆层宽度变化不明显,在熔覆道边缘出现粘粉现象,冶合质量不高。结论 光斑面积变化在增加8%的范围内可以保证激光熔覆沉积层的质量,通过该算法的应用可以满足激光再制造快速响应的要求。     

基于卡尔曼滤波的波浪发电系统反步法最优功率跟踪控制

常规变速控制系统的精度不高,变换器晶闸管开关动作产生的高频纹波较大,为此提出一种基于卡尔曼滤波的反步控制方法。文章通过分析波浪能提取装置的受力及幅频特性,获取了波浪能转化效率最大化的控制条件,并搭建了一套基于卡尔曼滤波的波浪发电反步最优功率控制系统。通过仿真研究了3种控制方法的控制精度和有效性,仿真结果表明:低通滤波反步法存在相位延迟,不能满足最大功率捕获策略的相位条件,影响系统的最终有功功率输出;反步法的跟踪误差较大,导致系统输出的有功功率较低;卡尔曼滤波反步法的动态性能较好,跟踪电流的波形振幅较小,能保证系统全局收敛,在电机速度方向、幅值和频率突变的情况下,仍能快速准确跟踪给定信号,鲁棒性和抗干扰能力更好。     

基于淘汰判决的跳频同步捕获方案设计

跳频通信同步捕获方案中,串行自同步捕获方案与并行自同步捕获方案是目前应用最广的同步捕获方案,但是串行捕获方案同步捕获时间较长,并行捕获方案系统太复杂,对此提出了基于淘汰判决的同步捕获方案。从捕获时间、抗干扰性能以及系统复杂度3个方面评价了捕获方案的性能。实验结果表明,基于淘汰判决的捕获方案,在保证抗干扰性能与系统复杂度的同时,捕获时间约为串行自同步捕获方案的1/5。     

航天器在轨运行可视化中姿态数据的处理方法

针对航天器在轨运行三维可视化显示中姿态数据使用时的野值剔除、插值及平滑等问题,对欧拉角和四元数2类常见姿态表达形式下的姿态数据处理方法进行了探讨。基于工程实际情况分别给出了未采用卡尔曼滤波的解决方法,并采用某实测数据进行了效果检验,实验结果及可视化原型软件的应用表明该方法可行。研究结果对航天器姿态计算、可视化使用时的数据处理等均有一定参考意义。