采用TMS320LF2407的自动调焦控制系统设计

为了使光电经纬仪在对目标跟踪过程中的成像始终清晰稳定,需要进行自动调焦处理。采用TMS320LF2407作为控制系统核心芯片,设计了包括串行通信接口、步进电机、步进电机驱动器、AD转换以及液晶显示等模块为一体的控制系统。实验结果表明:系统的最大理论误差0.034 5mm,实际最大误差0.032 0mm,满足经纬仪对于调焦系统的要求。     

基于梯度图的快速POCS超分辨率复原算法研究

随着红外成像相关产业的兴起,红外成像技术具有的隐蔽性好、探测范围广、定位精度高、穿透距离远,以及轻质小巧、低耗可靠等优点备受青睐,已成为当前智能化光电探测发展的主流方向。然而,红外弱小目标的图像细节特征少、信噪比低等特点成为红外图像应用的瓶颈,如何提高红外弱小目标成像效果成为目前的研究热点。POCS算法是目前超分辨率复原中应用非常广泛的一种复原算法,但是该算法运算量大,处理时间较长,同时对图像的边缘细节保留能力较差。针对POCS超分辨率复原算法迭代时间较长,无法满足光电探测系统实时性的问题,提出了基于梯度图的快速POCS超分辨率复原算法(GPOCS)。该算法根据图像的梯度分布对图像中的像素点进行分类,采用不同的迭代系数进行计算。改进算法能够较好的保留边缘信息并抑制噪声,进而在保证超分辨率复原性能的基础上大大缩短了运算时间。实验结果表明:GPOCS算法复原结果在背景处噪声得到一定的抑制,整体复原能力优于传统的POCS复原方法。该算法能够有效地保留边缘细节,同时处理时间小于传统的POCS复原方法,减少了1个数量级已经是接近实时。GPOCS算法能够自适应的选取迭代步长,较好的保留边缘信息并抑制噪声,进而在保证超分辨率复原性能的基础上大大缩短了运算时间,虽然不能满足实时性的要求,但是也已经是接近实时。     

伺服系统受摩擦扰动产生极限环的因为及稳定性分析

讨论了低速工况下,由摩擦造成极限环现象.首先,采用分段线性化的方法,将Stribeck摩擦模型转换为线性的摩擦模型,获得了系统的状态方程;随后,应用系统平衡点性质分析和Poincare-Bendixson定理,证明了极限环的存在,确定了存在区域;最后,通过对Poincare映射的分析,判断了极限环的稳定性.仿真与实验结...     

动态高型控制方法在电视跟踪系统中的应用

为了提高电视跟踪系统的跟踪精度,提出了在不改变原有控制系统参数的基础上,根据系统的跟踪误差,在平稳跟踪阶段动态地并入积分环节,并且在跟踪误差较小时不去掉积分环节,从而构成高型系统的控制方法。实验表明,当积分增益K=2时,系统的最大跟踪误差为170';当积分增益K= 4时,系统的最大跟踪误差为93'。     

利用非线性跟踪微分器测速测加速度的研究

针对在光电跟踪伺服系统中常规差分测速度和测加速度高频时带来的误差放大问题,文中提出了将非线性跟踪微分器应用于测速测加速度环节的方法,利用位置传感器测出的位置信号,能快速准确的估计出速度和加速度信息.该方法不基于对象模型,计算量小,简便且易于实现,同时也无需额外的硬件开销.文中在进行大量数值仿真分析的同时,进行了实验验证.结果表明,伺服跟踪系统在低速(0.03°/s)情况下,速度和加速度的波动方差分别降低了7.56"/s和11.52"/s2.并且在低速跟踪时平稳无抖动.文中方法有效可行,为今后伺服系统速度闭环提供了新的思路.     

一种新颖的大功率精密交流伺服系统

介绍一种新型的大功率精密交流伺服系统.此系统针对其它方案的不足,用交流变频调速器作功率输出器件直接驱动交流电机,用高精度轴角编码器作为位置检测器件,用16位单片机作控制器,构成数字化闭环控制,实现大功率精密位置伺服系统.此系统简便、经济、可靠,为变频调速器的应用开辟了新途径,为精密位过控制提供了新手段.     

误差功率谱系数加权法在半捷联制导信息提取中的应用

为了解决半捷联成像导引头视线角速率直接提取噪声大的问题,首先分析了半捷联导引头视线角速率随机噪声的来源,建立半捷联稳定跟踪控制回路的模型,推导出各种误差与输出之间的传递特性。在主要的随机误差源统计分析的基础上,得出主要噪声的功率谱响应,依据功率谱响应对半捷联视线角速率各构成部分进行加权得出加权视线角速率。为了验证加权视线角速率的有效性,在制导回路中进行分析仿真,结果表明:加权方法能够有效抑制导引头测量信息的噪声。以半实物的方式实现半捷联电视导引头,在电视导引头完成双闭环后进行扰动隔离及跟踪靶标,将加权视线角速率提取方法提取制导信息与直接提取方法进行比较,实验结果表明,加权提取方法的视线角速率噪声均方差为0.098 ()/s,比直接合成噪声降低了46%。综上所述,加权方法可以很好地改善半捷联视线角速率噪声大的问题。     

飞行器制导控制半实物系统采样步长的优化设计

为了提高飞行器制导控制系统半实物仿真的仿真精度,提出通过合理选择采样步长,优化仿真实时性来协调系统计算能力与仿真精度之间关系的思想。建立了制导控制半实物仿真系统的模型,依据采样控制原理推论出约束半实物仿真采样步长的主要条件。依据优化原则,建立了满足数值计算精度及稳定性的约束条件,推导出优化的采样步长。最后,对制导控制系统进行半实物仿真。系统软件采用C语言编写了飞行器的六自由度运动方程,硬件为三轴转台系统和Vxworks操作系统的嵌入式仿真机,并在转台内框加入陀螺实现稳定控制。结果表明,在优化设计的采样步长1 ms下,系统的实时性能够满足制导控制仿真精度及稳定性要求。在不增加系统软硬件负担的情况下,提升了半实物系统的置信度。     

直流力矩电机力矩波动的自适应补偿控制

为解决伺服系统在低速状态下其电机力矩波动影响速度稳定性的问题,提出了一种基于自适应补偿的控制策略。从电机结构出发,分析了电机力矩波动产生的机理,建立了力矩波动的数学模型,提出了基于鲁棒自适应的控制策略。系统控制器由两部分组成:超前-滞后校正用于保证系统的名义稳定性和鲁棒性;自适应补偿控制则采用最小二乘法在线辨识力矩波动,并给予自适应补偿。实验结果显示:与仅使用超前-滞后方法相比,当采用自适应补偿时,速度波动的峰-峰值由4.21%下降到1.77%,均方根值由0.97%下降为0.39%,得到的结果说明提出的方法能够有效降低电机力矩波动对速度稳定度的不利影响。     

采用图像直方图特征函数的高速相机自动曝光方法

提出一种采用图像直方图特征(Histogram Feature,HF)函数的自动曝光方法,用于在背景光照快速、大范围变化的情况下对高速相机进行自动曝光控制。首先,采用多点测光对获取的图像进行兴趣区域(Region of Interests,ROIs)提取,以降低系统测光的计算量。然后,通过计算兴趣区域的HF函数选取大步长对曝光时间进行粗调。最后,通过模糊逻辑计算出曝光时间的精调步长并运用阈值限制实现变步长搜索最佳曝光时间,提高高速相机自动曝光的准确性及稳定性。实验结果表明:本文方法可以在2ms内完成一帧图像的亮度测量并对曝光时间进行调整,相较于基于平均亮度值的传统自动曝光方法,在0~110ms内,光源光照强度从760~23 100lux反复变化时,本文方法获得的图像信息熵比平均亮度值法的信息熵均值提高48.38%,方差降低62.13%,可以提供更好与更稳定的图片细节信息,为后续的自动调焦、图像识别以及目标跟踪提供参考。