数字相移测量中的高精度相位误差补偿

数字相移测量的主要误差来源于由数字投影机引入的Gamma(γ)畸变。投影范围内的γ非一致性使得基于单一γ的校正技术和相位误差补偿技术存在较大残余误差。在分析γ非均匀分布的基础上,提出了基于像素的相位误差查找表补偿方法。该方法根据像素自身的γ,动态地建立相应的相位误差查找表,进行相位误差补偿,有效提高了补偿精度。对实际测量结果做了分析并与基于单一γ的方法进行了比较,证明了基于像素的相位误差查找表补偿方法能够获得更高的精度。     

基于矢量的风机振动监测与诊断

介绍了振动相位的概念和测量方法,提出了振动矢量的概念,并结合基于振动故障案例进行了矢量监测分析,和基于振动相位的动平衡配重一次加重法,指出了振动相位对于振动分析的重要性.     

基于改进价值函数和三维相位展开的动态三维测量方法研究

针对物体连续变化过程的三维测量,提出了一种有效的动态三维测量方法。该方法采用基于改进价值函数的二维小波变换解包裹相位、三维相位展开方法得到实际相位。其突出优势在于3个方面,首先仅需一幅光栅条纹图案即可重建物体三维面形,可实现高速动态三维测量;其次相较于基于直接最大模和基于价值函数的二维小波变换小波脊提取算法,基于改进价值函数的小波脊提取算法具有更好的抑噪能力;最后,提出了一种三维相位展开方法,在二维相位展开路径上引入了时间轴方向,从而实现了大梯度物体的相位展开,同时说明了三维相位展开的适用条件。仿真对比了直接最大模的二维小波变换法、基于价值函数的二维小波变换法和基于改进价值函数的二维小波变换法的解包裹相位效果,同时对多种二维相位展开方法、所提三维展开方法进行仿真对比与分析,最后对连续凸起曲面进行了实验比较,证明所提方法可用于物体连续变化过程的动态三维测量。     

谐波小波相位谱研究及其在设备故障诊断中的应用

通过对谐波小波相位特性的理论分析，结合仿真信号进行分析研究，针对其相位谱难以理解的问题，提出了基于谐波小波的重构相位谱分析方法。     

基于极线校正的快速相位立体匹配

基于双目结构的投影栅相位法利用相位值建立左右图像对应点匹配关系,但传统相位立体匹配方法匹配速度较慢,因此本文提出了一种基于极线校正的相位立体匹配方法来提高相位立体匹配速度。首先,通过极线校正算法将双目立体视觉几何结构转换成极线标准几何结构,即左图中任意一点在右图的极线是与该点纵坐标相同的水平直线。然后,在对左右相位图进行极线校正的基础上,给出了改进的相位立体匹配方法步骤。最后,通过对实物进行三维重建,分析比较了传统相位立体匹配方法与改进方法的性能。实验结果表明,与传统方法相比,改进的方法将匹配时间缩短了63%,能够满足工业应用对测量速度的要求。     

基于相位调谐的行星齿轮系统振动抑制技术的试验研究

基于相位调谐理论的研究重点,设计并制造了两组具有不同啮合相位特征的30 k W单级人字齿行星齿轮传动系统。通过对比试验的方法,在相同的工况下采集两组系统的振动和噪声信号,并将得到的数据经过处理分析,从而对"基于相位调谐的行星齿轮系统振动抑制技术"的减振降噪的有效性进行验证。结果表明,通过相位调谐理论可以有效地减小行星齿轮传动系统中轮齿啮合产生的振动及噪声。     

相位测量的不连续位置自适应分割

为了消除不连续位置对基于相位测量轮廓术三维重建精度的影响,提出了一种相位测量的不连续位置自适应分割方法。对该方法所采用的基于自适应方向相干性的相位不连续分割算法进行研究。首先,采用自适应方向相干图和平滑相位图确定不连续位置,即获得不连续区域与连续区域的灰度映射图。接着,将灰度映射图后处理为使用0-1表示的不连续区域与连续区域的掩码图。最后,将掩码图作为加权最小二乘相位展开方法的权重图将相对相位展开为绝对相位,所求解权重主要用以衡量包裹相位图中每个像素位置相位的质量。仿真结果表明：该自适应方向相干法对噪声方差为0.8的包裹相位图中直线和矩形不连续位置的分割平均误差分别为1.678 3和3.000 2个像素。实际相位测量轮廓实验也证明所提出方法可以有效分割包裹相位图不连续位置。所提出方法可实现对不连续位置的自适应分割以用于高精度的三维重建。     

基于多频外差原理的三维测量技术

提出了一种基于外差原理的三维测量技术,该技术由相位移法、外差原理和双目立体视觉3部分组成。相位移法和外差原理相结合能够自动完成相位展开,同时保持相移法原有的相位求解精度;然后根据相位展开后的相位图,使用双目立体视觉原理自动完成左、右对应点的立体匹配和被测物体的点云重构。利用基于多频外差原理的三维测量技术建立了一套三维测量系统,该系统由2个CCD摄像机和1个DLP投影仪组成。利用上述系统对人脸模型进行测量试验,测量结果表明该系统能够完成复杂自由曲面的测量,测量数据完整可靠。     

PN9000在雷达相位噪声测试系统中的应用研究

相位噪声用来表征频率标准源的频稳质量。随着科学技术的发展,现代雷达装备及电子系统需要高品质的频率标准源作为日益复杂的基带信息的载波,因此,准确测量频率标准源的相位噪声非常重要。详细地阐述了PN9000相位噪声测试系统的特点,分析了通用相位噪声测试原理,同时基于PN9000基本相位噪声测试系统设计了引进某型雷达相位噪声测试系统,实现了该型雷达相关模块的相位噪声测试。     

基于偏转法的物体三维形貌测量

基于数字散斑干涉测量技术,组建一套基于偏转法的物体三维形貌测量系统。首先,通过精密旋转平台使被测物体偏转微小角度,在其表面引入包含该物体形貌信息的弯曲干涉条纹。然后由散斑干涉条纹图提取其相位分布,对滤波后的包裹相位图进行相位解包裹运算,得到相位的真实分布图。最后根据相位分布与物面高度的关系求解出被测物体的高度信息。实验结果表明采用偏转法的散斑干涉技术可以实现物体三维形貌测量,具有测量精度较高、易于实现等优点。     

基于虚拟仪器技术和互相关原理的相位测量仪

在比较目前几种常用相位测量方法的基础上，提出了基于互相关原理的相位测量方法。该方法利用待测两路信号的通道中信号与噪声之间、噪声与噪声之间不存在相关性，通过求两通道中信号的互相关函数方法得到相位差的测量结果。并对该方法具有强大抗干扰能力进行了理论分析，全面阐述了基于互相关原理虚拟相位测量仪的实现过程。给出了对应硬件和基于LabView编写的核心软件构成，把该仪器同李萨如图法进行对比验证，通过比较它们的测量结果，说明该方法的测量结果正确可靠，达到预期的设计目的．     

Registration of phase‐contrast images in propagation‐based X‐ray phase tomography

X‐ray phase tomography aims at reconstructing the 3D electron density distribution of an object. It offers enhanced sensitivity compared to attenuation‐based X‐ray absorption tomography. In propagation‐based methods, phase contrast is achieved by letting the beam propagate after interaction with the object. The phase shift is then retrieved at each projection angle, and subsequently used in tomographic reconstruction to obtain the refractive index decrement distribution, which is proportional to the electron density. Accurate phase retrieval is achieved by combining images at different propagation distances. For reconstructions of good quality, the phase‐contrast images recorded at different distances need to be accurately aligned. In this work, we characterise the artefacts related to misalignment of the phase‐contrast images, and investigate the use of different registration algorithms for aligning in‐line phase‐contrast images. The characterisation of artefacts is done by a simulation study and comparison with experimental data. Loss in resolution due to vibrations is found to be comparable to attenuation‐based computed tomography. Further, it is shown that registration of phase‐contrast images is nontrivial due to the difference in contrast between the different images, and the often periodical artefacts present in the phase‐contrast images if multilayer X‐ray optics are used. To address this, we compared two registration algorithms for aligning phase‐contrast images acquired by magnified X‐ray nanotomography: one based on cross‐correlation and one based on mutual information. We found that the mutual information‐based registration algorithm was more robust than a correlation‐based method.     

Decoupling analysis on nonlinear system based on the modified generalized frequency response functions

This paper presents a nonlinear decoupling approach based on the Modified Generalized Frequency Response Functions (MGFRFs) and the nonlinear feature of phase invariance, for the pure nonlinearity-input nonlinear system. The MGFRFs are defined by combining the ‘homotopy’ GFRFs and phase information of the system input. The nonlinear feature of phase invariance is extracted based on MGFRFs. The decoupling approach is proposed based on MGFRFs and extended from the pure tone excitation to the multi-tone excitations by considering phase invariance. Numerical simulation and experimental investigation were carried out, whose results have shown that nonlinear feature of phase invariance is correct and reasonable and the proposed decoupling approach is valid and feasible. The proposed decoupling approach can be employed to identify the excitation sources and to estimate nonlinear system parameters for the pure nonlinearity-input nonlinear vibration system.     

基于混沌相空间重构的数控机床运动精度演化分析

数控机床运动精度状态的变化是一个复杂非线性动力系统的时空演化过程,难以通过数学建模方法分析其演化规律。提出基于混沌相空间重构理论的数控机床运动精度演化分析方法。根据混沌系统内在的规律性和有序性,分析基于相空间重构的数控机床精度演化原理,对数控机床运动精度的一维时间序列进行相空间重构,从而得到与原系统拓扑同构的高维相空间。提出用相点轨迹描述运动精度在相空间中的演化规律,构造一个非线性演化模型,用相点的多维分量构成输入向量,对其精度趋势进行演化。实验结果表明,基于混沌相空间重构的演化模型,可以很好地追踪数控机床运动精度的演变趋势和规律,且具有较高的演化精度。     

DeviceNet现场总线在电动机保护器中的应用

针对传统电机保护器不具备通信功能的不足,该文以dsPIC30F6012单片机为主控制器,设计了一种基于DeviceNet的可通信智能电机保护器。它能在发生过载、三相不平衡、缺相等多项故障时实现对电动机的保护,并能够通过现场总线连接上位机实现对现场电机运行状态的实时监控。该文同时给出了相关的硬件电路、软件设计及DeviceNet通信的实现方案等。样机试验表明该电动机保护器工作可靠、实时性好,而且容易实现。     

Application of length vernier in phase coincidence detection and precision frequency measurement

For comparison of arbitrary frequency signals, the paper proposed two levels of length vernier based on the time-space relationship are used in three levels of phase coincidence detecting circuits to extract the phase coincidence information by proper logic calculation. The length∕phase of each vernier is respectively corresponding to the accuracy and the resolution of detecting circuit. The time-space relationship is based on high-stability, high-accuracy, and high-speed of signal transmission. The method is effective to reduce the fuzzy region in the phase coincidence information and reach a higher measuring precision.     

基于法拉第效应的相位调制器研究

光纤陀螺作为一种由固态元件组成的全固态器件,已经成为惯性制导和导航领域的一种关键设备。针对光纤陀螺中相位调制器件结构过于复杂的问题,提出了一种基于法拉第效应的相位调制器。本文首先分析了光纤环中的法拉第效应原理,在此基础上提出了一种新的相位调制器方案。该方案可以大大简化相位调制器的结构,降低陀螺成本。对低成本光纤陀螺的工程化应用具有非常显著的影响。     

基于多频外差相移结构光的三维测量系统

基于相位投影和双目视觉的三维光学测量系统已经广泛应用于各领域。系统通过平板标定技术得到摄像机的内参和外参;针对格雷码与相移结合技术在测量物体边缘位置解相位误差大的问题,采用多频外差原理的测量方式,使用拟合负指数求解像素点的绝对相位,使用对极几何进行亚像素立体匹配。实验证明:该系统可以完成复杂面型测量并且获得高精度点云数据,测量标准偏差为0.03 mm。     

基于相空间重构和K-L变换的压缩机故障诊断

为有效利用往复式天然气压缩机故障工作状态下振动系统的非线性特征,采用了一种集相空间重构技术K-L变换为一体的特征提取和特征压缩方案,并成功应用于对某型压缩机的故障诊断。用相空间重构提取了高维的征取量,为了降低特征维数,引入K-L变换进行特征压缩。通过对3类典型故障类别一定样本数量的振动数据进行仿真,仿真结果表明该方法提取的特征量,具有很好的聚类性,能很好地把3类故障区分,达到对故障诊断的目的。     

驾驶员驾驶习惯识别与车辆自动变速换档修正

根据不同驾驶员的不同驾驶习惯对自动变速器换档策略进行适应优化。在对驾驶员驾驶操纵行为分析的基础上,提出基于相空间重构与驾驶习惯评价指数的驾驶习惯识别方法实现驾驶习惯识别。首先利用相空间重构方法对驾驶操纵信号时间序列进行相空间重构,建立基于关联维数和Kolmogorov熵的驾驶习惯评价指数进行驾驶习惯识别与换档修正控制,根据不同的驾驶习惯选择不同的换档修正系数,以满足驾驶员的不同换档需求。仿真与实车试验表明,基于相空间重构方法和驾驶习惯评价指数的识别方法可准确识别驾驶员的驾驶习惯,基于驾驶习惯识别的换档修正控制策略可有效完成对车辆自动变速换档规律的修正,充分满足不同驾驶员对车辆换档性能的不同需求,提高车辆自动变速的智能化程度。