激光稳频控制系统仿真与实验研究

窄线宽稳频半导体激光器在干涉测量、光学频标、精密光谱测量等研究领域有着广泛的应用。自由运转的半导体激光器每天的频率漂移量可以达到GHz,因此研究半导体激光器的稳频具有十分重要的意义。本文以PDH稳频为例,基于PLL理论建立了激光稳频过程的数学模型,计算了激光稳频过程的误差传递函数。利用Matlab/Simulink搭建了激光稳频仿真模型,分析了环境变化时激光器失锁机理,结果表明控制电路内部信号可作为失锁判据。进一步利用积分扫描方式搭建了一套激光器稳频试验系统,针对环境因素的变化,对激光器失锁过程进行了研究,实验结果与仿真结果基本一致。同时在稳频系统精密控温的情况下,实现了对激光器长时间稳频,其频率不稳定度小于5MHz。     

小型无人直升机的数学建模与仿真

小型无人直升机是一个复杂的非线性系统.为了真正实现小型无人直升机的自主飞行,须对其进行精确的数学建模.本文以Raptor90小型无人直升机为研究平台,综合考虑了直升机在不同飞行模态下的飞行特性,利用基于叶素理论的积分算法,对直升机进行非线性建模,并对所建模型进行数值仿真.仿真结果表明,所建模型能够较好的反应直升机的动态响应特性,所建模型具有较高精度,可基于此模型进行飞行控制器的设计.     

基于Linux的小型无人直升机实时仿真系统构建

小型无人直升机是一个极具挑战性的多学科交叉前沿性研究课题.这里重点介绍基于Linux的小型直升机仿真系统的构建过程及其相关软件实现.首先对小型直升仿真系统的整体架构进行详细的说明.然后基于Linux平台对仿真系统的几个主要程序模块代码进行编写,利用FLTK图形界面库和Mesa/0penGL实现了小型直升机实时3D飞行状态显示和状态控制面板,可视化仿真及实时运动特性再现的过程.仿真系统的运行结果表明,仿真系统具有独特的优势和很好的开发前景.在今后对小型无人直升机的自主飞行研究当中,可以起到很好的辅助作用.整个仿真系统以模块化实现.具有良好的移植性,便于今后对系统进行功能补充.     

基于Linux系统的USB摄像头视频播放实现

随着USB摄像头的普及以及Linux系统桌面应用的推广,基于Linux系统的视频播放程序设计有着现实应用的意义。采用应用编程接口Video4Linux2所提供的数据结构、应用函数等,实现在Linux环境下USB摄像头图像数据的采集功能,并运用GTK库显示和播放其视频图像。运用Linux标准库函数实现了数字图像的采集,对基于Linux内核的后续图像应用开发具有实用意义。该程序采用Linux系统下新的视频编程接口和标准库函数,以模块化结构实现所需功能,具有良好移植性,基于此平台可方便加入图像处理等其他应用模块。     

采用HYDRUS模拟采煤沉陷地裂缝区土壤水盐运移规律

煤炭的开采带来经济快速发展的同时也会带来一系列的生态环境问题,其中采煤沉陷产生的地裂缝是最直观的一种,其分布广、对土地破坏性大、对周边植物生长影响严重。西部矿井水矿化度较高,极易产生次生盐碱化,裂缝区的水盐运移对于该区域植物生长具有潜在的影响。为探究采煤沉陷地裂缝对土壤中水盐运移规律的影响,通过室内模拟试验,研究不同土壤盐浓度条件下,裂缝区土壤水盐分布特征,并运用数值模拟方法,建立采煤地裂缝土壤水盐运移模型,采用HYDRUS 2D软件进行模拟,将模拟值与实测值对比,结果表明:HYDRUS模拟数值与实测值呈现出相同的规律,满足精度要求,说明HYDRUS能够较好的模拟裂缝区域内的水盐运移。在56 d的模拟试验中,裂缝区土壤含水量在前3周为快速下降期,4～5周为中速下降期,5周之后为稳定期。越靠近地裂缝处土壤含水量下降越快,对于台阶为20 cm的地裂缝,其水盐含量影响范围约为水平距离裂缝45 cm处,地裂缝区域内土壤盐分运移趋势与水分基本一致,遵循盐随水行的运移规律,裂缝区含盐量有向下迁移的趋势,具有减轻次生盐碱化发生的潜力。     

基于预测误差法小型无人直升机系统辨识

小型无人直升机是一个复杂的非线性系统.为了真正实现小型无人直升机的自主飞行,须对其进行数学建模.本文重点分析了Raptor90小型无人直升机悬停时横、纵向通道的输入输出关系,通过严格推导得到横、纵向通道通的参数化模型.通过试验采集得到输入输出数据,利用基于预测误差法的输出误差模型进行系统辨识.模型预测数据与实际飞行实验室数据的比较表明,所建模型很好的反映了小型无人直升机在悬停状态下的动力学特性,可在该状态下基于此模型进行飞行控制器的设计.     

基于LabVIEW的高能质子束流密度分布测试系统

主要介绍一套基于LabVIEW平台设计的高能质子束流密度分布测试系统,服务于电子器件抗辐射加固试验,用于加速器的辐射剂量测量。它由法拉第杯探测器,移动平台控制系统和基于LabVIEW的控制与数据获取软件三部分组成,具有对法拉第杯位置控制、静电计读写、智能化测量、数据实时处理等功能。性能测试显示该质子束流测量系统能实现亚pA级电流的测量,20pA量程时的测量精度为5%,解决了弱流质子束的测量问题。该系统具有可靠性高、可扩充性好、抗干扰能力强的特点,同时实验结果表明测得的质子束流密度分布,能准确评估电子器件辐射环境与剂量,为半导体器件抗辐射加固设计提供支撑。     

基于神经网络和支持矢量机的多机动车车牌在线检测方法

针对道路交通多车牌识别问题, 提出了一种快速鲁棒的多车牌检测识别方法, 包括多车牌检测和车牌字符识别两部分:构造BP (Back-Propagation)神经网络模型用于颜色识别, 结合图像形态学运算方法, 筛选候选车牌目标, 基于支持矢量机从候选车牌目标中判别真正的车牌目标; 通过轮廓尺寸判断, 并结合车牌尺寸特征, 依次分割提取城市代码字符块、省份代码字符块及5位机动车编码字符块, 最后基于BP神经网络识别字符块内容.基于上述原理, 开发了鲁棒的多机动车车牌自动检测识别系统, 并在真实场景中进行了实验测试, 结果表明: 1)车辆在正常速度行驶条件下, 系统依然可以保证90%以上的车牌检测识别正确率; 2)系统可实现同时多车牌检测识别; 3)文中实验硬件配置下, 系统单幅图像检测识别平均时间低于130 ms, 处理频率约8 Hz.