利用光电经纬仪修正地基红外搜索跟踪系统静态误差的方法

为了提高红外搜索跟踪系统对目标的定位精度,提出了一种利用光电经纬仪修正地基红外搜索跟踪系统的静态误差方法。首先根据地基红外搜索跟踪系统的跟踪机架的三轴结构,分析了系统静态误差的主要来源,并得出了系统静态误差的数学模型;再使用高精度的光电经纬仪与红外搜索跟踪系统同时测量多个相同的远处固定目标,得到两组测量数据并输入误差模型,采用最小二乘法拟合出误差模型系数。根据误差模型系数计算出红外搜索跟踪系统的系统静态误差,再在观测数据中将系统静态误差减去,最终完成系统静态误差的修正。最后给出了对某型号红外搜索跟踪系统进行静态误差测量修正的实验结果。     

大误差条件下单频干扰引起的伪码跟踪误差研究

单频干扰能够引起较大的伪码跟踪误差,基于小误差条件的跟踪误差分析会失效。在大误差条件下,由于码环鉴相器不再工作在线性区域,利用鉴相器输出的二阶泰勒展开式代替一阶线性化近似,该文给出了单频干扰下伪码跟踪误差的解析表达式。通过数值分析和仿真实验分析验证了在单频干扰下伪码跟踪误差随干扰起始相位、干扰频率和干信比的变化特性。结果表明：当干扰引起的伪码跟踪误差较大时,基于鉴相器线性化的理论预测的准确性显著下降,而基于鉴相器二阶泰勒近似的理论分析能够准确预测大误差条件下的伪码跟踪误差,在跟踪误差不超过0.34 chip时,理论分析误差不超过20%。     

高速数传信号角跟踪及误差分析

论述了高速数传信号跟踪角误差信号调制、解调原理,给出了高速数传信号角跟踪系统设计方案,在此基础上,对高速数传信号跟踪误差进行了分析,并在实际工程中对跟踪误差进行了纪录统计,统计结果符合设计预期。     

基于ATP系统的非机动目标跟踪实验

考虑到无线光通信的捕获、瞄准和跟踪(ATP)系统对信标光斑实时、准确跟踪的需求,采用具有高频、大幅度补偿能力的音圈电机作为精跟踪执行部件,以此搭建了基于PC机控制的无线光通信演示实验系统。进行了不同速度下的非机动模拟跟踪实验,分别采集、分析并评价了粗跟踪和精跟踪的跟踪误差,并实时采集了通信光光功率。实验结果表明:ATP系统的跟踪误差标准差随着模拟目标运动速度的增加而增大,误差变化范围却无较为明显的规律,系统可长时间保持通信链路;此外,粗跟踪误差曲线中多次出现的误差尖峰可能与粗大值有关。     

红外成象制导系统跟踪误差分析

本文着重讨论红外成象制导系统在目标从弥散斑到面源的整个成象跟踪过程中,影响跟踪精度的主要误差源,并对3种主要误差源进行了详细分析,得到了在一定跟踪算法基础上信噪比与跟踪误差的关系,给出了减小误差优化系统的途径和方法,并利用计算机仿真验证了分析结果。     

舰载光电跟踪系统跟踪误差源分析

根据目标信息在舰载条件下各个环节中的传递过程,分析光电跟踪系统跟踪性能各种影响因素,给出了主要的误差源.在考虑不同误差属性的基础上,给出了脱靶量测量误差在伺服控制系统中的传递方法.同时,给出伺服系统动态滞后误差、扰动力矩产生的跟踪误差,以及由于舰船运动对跟踪性能的影响.     

非完整轮式车辆路径跟踪控制

针对非完整轮式车辆路径跟踪存在算法复杂的问题,提出一种改进的基于引导角的路径跟踪算法;根据设计和实验中所描述的路径跟踪问题,提出一种参数曲线路径的跟踪方法。在期望位置建立路径原点坐标系,同时为角度误差设计一个引导角,并在路径坐标系中计算跟踪控制误差,利用Backstepping回归设计理论设计跟踪控制律和路径参数变更律,使得侧向误差随角度误差收敛。经过仿真实验,车辆在短暂的跟踪调整后迅速跟进了预设定路径,其路径误差迅速趋近于零,证明该路径跟踪算法的有效性。     

卫星导航系统中多址干扰引起的伪码跟踪误差的分析

本文基于非相干延迟锁定环的伪码跟踪体制,研究多址干扰对伪码跟踪误差的影响,通过理论推导给出了存在多址干扰条件下最大跟踪误差的解析表达式,分析了影响多址误差的多种因素,得到了多址误差随干扰信号频率和相位的变化规律.研究结果可对进一步分析多址干扰影响和克服多址误差提供理论依据.     

空间组网光通信粗跟踪系统的模型预测控制

针对一对多组网光通信粗跟踪伺服控制系统,通过解析法和正弦扫频辨识建立了粗跟踪系统的模型,然后依据数学模型设计了模型预测控制器(MPC),进行了与比例-积分-微分(PID)控制器的对照实验。实验结果表明MPC控制器能以10μrad的误差跟踪0.1 Hz的正弦信号,跟踪精度是PID控制器的两倍。在叠加了50 Hz,幅值1.8 m随机噪声的情况下,MPC控制器的最大稳态跟踪误差为55μrad,只有PID控制器最大稳态跟踪误差的一半。并且在运动平台的粗跟踪实验中,MPC控制器的稳态误差最大为15μrad,PID控制器的稳态误差最大为25μrad。表明MPC控制器可以有效提高一对多光通信粗跟踪控制效果。     

一种复合伪随机码跟踪环路设计及误差分析

该文针对当存在较大的载波相位跟踪误差时可能导致传统的复合码相干型跟踪环路失效的问题提出一种复合码非相干型跟踪环路。通过给出基于二进制偏移载波(BOC)调制的复合码的构造和相关特性分析,设计了具有非相干型鉴别器的跟踪环路,并分析了环路的跟踪误差。分析和仿真结果表明该环路解决了在存在较大载波相位误差时跟踪环路失效的问题,且具有良好的跟踪性能。     

Maximum Power Point Tracking in Variable Speed Wind Turbine Based on Permanent Magnet Synchronous Generator Using Maximum Torque Sliding Mode Control Strategy

The present study was carried out in order to track the maximum power point in a variable speed turbine by minimizing electromechanical torque changes using a sliding mode control strategy. In this strategy, first, the rotor speed is set at an optimal point for different wind speeds. As a result of which, the tip speed ratio reaches an optimal point, mechanical power coefficient is maximized, and wind turbine produces its maximum power and mechanical torque. Then, the maximum mechanical torque is tracked using electromechanical torque. In this technique, tracking error integral of maximum mechanical torque, the error, and the derivative of error are used as state variables. During changes in wind speed, sliding mode control is designed to absorb the maximum energy from the wind and minimize the response time of maximum power point tracking (MPPT). In this method, the actual control input signal is formed from a second order integral operation of the original sliding mode control input signal. The result of the second order integral in this model includes control signal integrity, full chattering attenuation, and prevention from large fluctuations in the power generator output. The simulation results, calculated by using MATLAB/m-file software, have shown the effectiveness of the proposed control strategy for wind energy systems based on the permanent magnet synchronous generator (PMSG).     

直接测风激光雷达频率跟踪技术及对流层平流层大气风场观测

为了实现高精度连续探测对流层和平流层大气风场,搭建了一台直接测风激光雷达系统对对流层和平流层大气风场进行探测。该系统基于双边缘法布里-珀罗标准具的瑞利散射多普勒测风原理,使用转台式探测结构,通过频率跟踪的手段对频率漂移进行跟踪,确保测风的精度。实验结果表明,该系统对对流层和平流层大气风场探测效果良好,频率跟踪的范围为±50 MHz,可以大大减小频率漂移带来的风速误差。经过系统的稳定运行和长时间的观测,在40 km处测得的径向风速随机误差为8 m/s。径向风速合成为水平风速后,随机误差在38 km处最大为10 m/s左右。该系统白天探测高度为25 km,夜晚探测高度为38 km。与探空数据对比,风速误差均小于10 m/s,其中风速误差在±5 m/s的范围内的数据量约占75.8%,探测的风向误差与探空气球的趋势基本一致,误差范围在10°～20°之间,在15°范围内的数据量约占58.6%。将实测数据与探空数据进行统计分析,结果具有良好的一致性。该系统可以为对流层和平流层大气风场的探测提供数据支撑。     

地基红外云图云导风方法研究进展

利用连续观测的云序列图像进行风场探测的技术已经较为成熟,目前主要应用于卫星云导风中,可以获取较大范围、大尺度的区域风场信息,但利用地基观测云图进行云导风方面的研究还较少。分析了地基测云仪器的发展现状,提出了采用高时空分辨率的地基红外云图,通过阈值确定云高,利用目标匹配方法、目标追踪方法进行示踪云的选择,利用快速搜索算法进行示踪云的搜索,以及地基云导风计算的方法,并分析了导风结果的质量控制思路。利用该类地基红外云图导风资料可以与常规高空风探测手段、卫星云导风资料互为补充。     

拼接镜面望远镜位移促动器系统的自抗扰控制

针对拼接镜面望远镜主动光学控制技术的要求,设计了一种改进型自抗扰控制器以改善位移促动器系统的位置跟踪性能和提高抗扰动能力。首先,建立了拼接镜面位移促动器系统及扰动风载的数学模型;设计了改进型自抗扰控制器,并给出了控制器参数选择的方法。其次,对位移促动器控制系统进行了仿真分析,验证了控制器的可行性。最后,利用风载扰动模拟装置,在位移促动器系统中引入扰动,并对比改进型自抗扰控制器与线性自抗扰控制器以及PID控制器控制性能。实验结果表明,改进型自抗扰控制器系统阶跃跟踪的稳定时间为201 ms,稳态均方差为7.1 nm,无超调;风载干扰实验中,改进型ADRC的最大偏差值为38.8 nm,稳态均方差为7.6 nm,改进型ADRC的性能明显优于线性自抗扰控制器和PID控制器,对提高位移促动器系统的性能有较高的实用性。     

基于最佳功率给定的永磁直驱同步风力发电系统控制策略研究

直驱型风力发电系统由于不需要增速箱,在风电场中得到广泛的发展和应用.该文研究了发电机和风机的特性分析,提出了基于最佳功率给定的最大风能控制策略,该方法通过对发电机进行闭环控制,使输出功率按照最优功率曲线进行输出,实现最大风能跟踪.并研究了永磁直驱风电系统的双PWM变流器控制策略;搭建了直驱型风电机组整体模型,该系统能够实现并风能最大功率跟踪及并网控制,仿真验证了控制系统的正确性.     

测风激光雷达中F-P标准具频率跟踪方案及实现

在直接探测测风激光雷达中,多普勒频移由高分辨率的Fabry-Perot标准具检测得到。指出了激光频率与标准具腔长随环境温度的变化导致测量误差增大的问题,提出了频率跟踪的解决方案。使用散射光纤对激光脉宽进行扩展,在双通道标准具的基础上增加专用于频率跟踪的通道,使用光电倍增管检测光强,设计制作了基于采样的频率跟踪电路。仿真实验表明,该方案能够实现标准具腔长与激光发射频率的动态跟踪。     

雷达目标角闪烁特性仿真分析

目标角闪烁偏差是限制跟踪雷达,尤其是近距离跟踪雷达的角跟踪精度的主要因素。在实际跟踪和制导中,如 果对目标回波信号的角闪烁偏差处理不当可能加大雷达跟踪目标的误差,甚至丢失目标。因此对角闪烁偏差的研究将有 助于提高跟踪目标的准确率。本文首先对目标进行几何建模,得到模型的三角面元信息;然后基于面元信息,应用等效 电磁流方法（MEC）计算目标的电磁回波场;再利用相位梯度方法完成目标的角闪烁计算,从而提高了计算精度. 最后, 选用立方体目标进行角闪烁校模,证明了此方法的可行性。     

L波段气象探空雷达角度自动跟踪系统故障分析

角度自动跟踪系统是气象探空雷达重要组成部分,通过对空中运动气球携带电子探空仪的跟踪将温度、湿度、气压电码发送到雷达接收系统,同时通过测距和跟踪电子探空仪的方位、仰角计算出当前时间的风向、风速,以此来完成气象5个要素的探测。目前,该型号雷达在使用过程中故障率最高的是角度自动跟踪系统。文中根据振幅和差式假单脉冲技术原理、天线传输馈线原理,结合2个典型的故障案例,分析了故障的成因,给出了故障诊断测试方法,为实时气象探空业务提供了可靠保障。     

Performance analysis of decision directed maximum likelihood MIMO channel tracking algorithm

In this paper, the performance of decision directed (DD) maximum likelihood (ML) channel tracking algorithm is analyzed. The ML channel tracking algorithm presents efficient performance especially in the decision directed mode of the operation. In this paper, after introducing the method for analysis of DD algorithms, the performance of ML MIMO channel tracking algorithm in the DD mode of operation is analyzed. In this method channel tracking error is evaluated for a given decision error rate. Then, the decision error rate is approximated for a given channel tracking error. By solving these two derived equations jointly, both the decision error rate and the channel tracking error are computed. The presented analysis is compared with simulation results for different channel ranks, Doppler frequency shifts, and signal‐to‐noise ratios, and it is shown that the analysis is a good match for simulation results especially in high rank MIMO channels and high Doppler shifts. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

利用Fizeau干涉仪进行激光风速测量的原理分析

导出了激光多普勒雷达基于Fizeau干涉仪及CCD探测器进行测风时,每个CCD元最终接收到信号的一般表达式.对系统的参数做了整体优化,得出一组优化参数.在0～3 km高度,得出系统风速误差小于0.16 m/s.对最终的风速反演分别运用最小二乘拟合法和重心法.分析表明最小二乘拟合法只适用于风速较小的情况.详细分析了运用重心法计算风速必然会引起的误差,并提出一种解决方法.修正后,在±30 m/s风速范围内,该方法产生的误差小于0.25 m/s.