用于船舶舵机的电液负载模拟器之控制系统

对船舶舵机使用的电液负载模拟器,建立了传递函数模型,给出了频率特性.根据这个模拟器的实时性和跟踪精度指标,设计了主从式结构计算机控制系统;其中采用了自适应模糊PID控制器,以保证系统的鲁棒性能;又设计了前馈控制器,提供速度补偿和加速度补偿,使系统有多余力时,能够满足性能指标.实际加载实验表明,无论主动或被动加载,其精度都满足设计指标,并且系统工作稳定可靠.     

基于FPGA的TDICCD驱动时序设计

在分析TDICCD器件驱动时序关系的基础上.设计了可选积分级数的驱动时序发生器.作为卫星上的有效载荷.TDIC-CD成像系统可以根据不同的光照条件及探测分辨率的需求,选择不同积分级数,提高成像系统的灵敏度.选用现场可编程门阵列(FPGA)作为硬件设计平台,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行硬件描述,采用Quartus Ⅱ对所设计的驱动时序发生器进行了仿真.系统测试结果表明.所研制的驱动时序发生器可以满足TDICCD驱动要求.     

带边缘补偿的分数阶积分图像去噪算法

针对分数阶积分的图像去噪算法容易丢失图像细节特征的问题,提出了一种带边缘补偿的分数阶积分图像去噪算法。介绍了分数阶积分算子具有尖锐的低通性能,将分数阶Cauchy公式引入到数字图像去噪中,并利用斜坡法来近似计算分数阶积分的数值解。在迭代去噪的过程中,该算法在图像信噪比（SNR）上升阶段,设定较高微小积分阶次来构建去噪掩模;在图像信噪比开始下降阶段,设定较低微小积分阶次来构建去噪掩模,并采用边缘补偿机制来部分恢复图像的细节信息。由仿真实验可知,提出的图像去噪算法由于在迭代去噪的过程中采用了不同的分数阶积分阶次和边缘补偿机制,与已有的降噪算法相比,可以在去除噪声的同时适当恢复原始图像的细节信息,由此获得更高的信噪比和更佳的视觉效果。     

基于高阶统计量和星座图的通信制式识别研究

针对实际工程中基于高阶累计量的调制方式识别方法对信噪比要求较高且对部分调制方式识别率低的问题, 本文提出了基于双谱分析和星座图相结合的一种新的调制方式识别方法。基于高阶累积量提取特征值,进一步对取得的累积 量特征值求傅里叶变换得到接收信号的双谱分析,对QPSK、OFDM和QAM调制信号进行分类识别,对于QAM调制中的 16QAM、32QAM和64QAM调制方式再依据星座图结果进行识别。通过实验数据表明,此调制方式识别方法识别率较高,高 阶谱分析对信噪比要求低。     

微型盘抗振模拟主动控制系统的设计与实现

考虑到多种微型盘在恶劣冲击振动环境中的使用要求,在采用外加固主动控制方案的基础上完成了模拟主动控制系统的设计与实现,详细分析了各部分的实现原理和方法。对实验样机的数值仿真和实验结果表明,该系统可兼顾冲击与振动控制,控制效果明显优于被动隔振。     

一种新颖的纤栅式微振动传感器的温度补偿方法

提出了一种新颖的光纤光栅微振动传感器及温度补偿方法,应用特殊机构使2个光纤光栅受到反向应变,温度影响作为共模量得到抑制.分析影响灵敏度和频带宽度的主要因素后,实验上实现了最高灵敏度检测和最佳温度补偿,补偿后在-15～50℃范围内输出振动信号几乎不受温度影响.振动频率达到750Hz,输入振动驱动功率为2mW时,仍能检测到不失真的波形.     

平台颤振对空间光学遥感器成像质量的影响

空间光学遥感器在轨工作期间,会受到平台振动源的影响,从而对成像质量产生影响。振动源使遥感器在积分时间内产生颤振,导致在成像过程中发生像移,使图像模糊。讨论了颤振对光学遥感器成像的影响。以低频正弦振动为例通过数值方法推导了颤振引起像移的数学模型,并给出了颤振对调制传递函数MTF的影响公式。仿真结果表明,颤振对空间光学遥感器成像质量影响很大,应在设计中加以考虑。     

一种振动条件下的方位估计及补偿技术

共型天线现在被广泛应用在飞机和无人机机身机翼上形成测向雷达;飞机在飞行过程中因为受到运行惯性和动力负载的相互作用很容易发生共形天线表面的变形,更重要的是平台的机械振动通常还会导致阵元位置的扰动的时变性,从而产生阵列天线的相位的改变,引起主波束方向和波束宽度的变化以及旁瓣的增大,严重影响共形天线的分辨率和测向性能;为了研究无人机机翼振动的问题建立了线性阵列振动模型,并采用经典的MUSIC算法来讨论振动对阵列天线方位估计的影响,并采用位移补偿算法对振动进行补偿,仿真结果显示振动对方位估计的影响和补偿方法有效性。     

汽车磁流变半主动控制系统中的时滞与补偿

时滞对控制系统的性能影响比较大,该文以带有时滞的1／4车辆磁流变半主动悬架为研究对象对此进行了研究,设计了采用史密斯预估补偿的最优控制器,分析了不同滞后时间和采用史密斯补偿两种情况对车辆操纵稳定性和平顺性的影响。结果表明,时滞对非簧载质量振动（稳定性）比簧载质量振动（平顺性）的影响要大,对于大的时滞,基于磁流变技术的汽车半主动控制系统仍然稳定,采用史密斯补偿后该半主动控制系统仍能取得一定的平顺性,轮胎动载荷也得到了改善,其性能要优于完全主动控制系统,这说明了该文所述的史密斯补偿方法是有效的。     

基于补偿灵敏度PID方法的负荷频率控制

基于继电辨识技术估计时滞LFC动态响应,提出一种改进的PID控制器反馈控制结构,并采用补偿灵敏度函数来评估负荷扰动影响,构建系统参数与控制器参数传递函数模型,通过对传递函数进行罗朗级数展开求解控制器参数。基于系统模型参数扰动和负荷干扰的MATLAB/SIMULINK仿真结果表明,本文设计的控制器具有很好的抗负荷干扰能力,能快速调整系统频率偏差、联络线功率偏差和ACE为0,同时系统过渡过程性能明显优于传统PID控制方法的结果。     

基于神经网络的速度传感器幅频特性改进

为了降低磁电式振动速度传感器的下限测量频率,以实现超低频振动速度测量,提出改进其幅频特性的函数连接型人工神经网络(FLANN)方法。该方法以磁电式振动速度传感器动态试验数据为基础,通过FLANN训练来确定传感器动态补偿网络,以改善它的幅频特性。介绍了原理和FLANN权值调整的算法,给出用FLANN建立的磁电式振动速度传感器动态补偿网络的数学模型。结果表明:这种幅频特性的改进方法具有精度高、鲁棒性好,并能在线修正等优点,在工程测试领域有重要的实用价值。     

一种基于鲁棒特征的模型补偿噪声语音识别方法

针对抗噪声语音特征技术和基于MFCC特征的模型补偿技术在低信噪比时识别率不高的缺点，将抗噪声语音特征和模型补偿结合起来，提出了一种基于单边自相关序列(One—sided autocorrelation，OSA)MFCC特征的模型补偿噪声语音识别方法，以提高语音识别系统在低信噪比时的性能。对0～9十个英文数字和NOISEX92中的白噪声、F16噪声和FACTORY噪声的识别实验结果表明．本文提出的识别方法可以有效地提高OSA—MFCC识别器在噪声环境中的识别率，并且在低信噪比时其性能明显优于经过相同补偿处理的MFCC识别器。     

低照度视频图像自适应补偿增强的设计与实现

针对低照度环境下视频图像对比度低、难以识别的问题,提出对比度自适应补偿增强算法。首先,提取低照度环境下视频图像特征参数的平均灰度,根据原始图像的灰度级差异建立人类视觉对比度分辨率补偿的数学模型,并对真彩色三原色分别采用比例积分补偿。然后,当补偿程度低于明视觉恰可分辨差异时,设置补偿阈值线性补偿明视觉至满带宽。最后,结合主观图像质量评价和图像特征参数建立补偿比例系数的自动寻优模型,并把该模型嵌入到Directshow视频处理系统,应用于视频图像自适应增强。实验测试结果表明,补偿增强系统的实时性好,可以有效挖掘暗视觉信息,能够广泛应用于不同场景。     

大型多板造波系统的多控制器同步技术研究

针对海洋工程实验室中大型多板造波系统的控制同步问题,基于多PLC控制结构提出了一种新型的同步补偿方法;首先利用EtherCAT网络的实时通信特点,通过网络分布时钟精确计算控制器间的延迟;其次使用主动补偿方式处理多时钟系统间的同步问题。该方法将造波系统的控制结构特点与EtherCAT控制网络技术优势机密地结合在一起,在提高整个系统同步性能的同时也增加了系统的灵活性,并满足了大型人工模型造波的运动控制要求。最后设计控制器实验对所提方法进行验证,实验结果表明所提的多控制器同步方法,可以有效地补偿延迟,系统的同步误差小于10us,完全符合造波系统的技术要求。     

A Variable-Parameter-Model-Based Feedforward Compensation Method for Tracking Control

Base on the accurate inverse of a system, the feedforward compensation method can compensate the tracking error of a linear system dramatically. However, many control systems have complex dynamics and their accurate inverses are difficult to obtain. In the paper, a variable parameter model is proposed to describe a system and a multi-step adaptive seeking approach is used to obtain its parameters in real time. Based on the proposed model, a variable-parameter-model-based feedforward compensation method is proposed, and a disturbance observer is used to overcome the influence of the model uncertainty. Theoretical analysis and simulation results show that the variable-parametermodel-based feedforward compensation method can obtain better performance than the traditional feedforward compensation.     

In‐field evaluation of the modulation transfer function and the signal‐to‐noise ratio of electronic‐display devices

Abstract— This paper describes a charged‐coupled device (CCD) camera, which was developed for in‐field evaluation of the image quality of electronic‐display devices [such as cathode‐ray tubes (CRTs) and liquid‐crystal displays (LCDs)] used for medical applications. Contrary to traditional cameras for display‐image‐quality evaluation, this CCD camera does not require a sophisticated x‐y‐z translation stage for mounting and adjustment. Instead, it is handheld and pressed by gentle pressure against the display screen. It is controlled by a software package which was originally developed for display calibration according to the DICOM 14 gray‐scale standard display function (GSDF). This software package controls the camera gain when measurements are made at different display luminance, display test patterns, performs image analysis and displays the results of the measurements and calculations. The work concentrated on the measurement of modulation transfer function (MTF) and of signal‐to‐noise ratio (SNR) per display pixel. The MTF is derived from the Fourier transform of the line spread function (LSF). The single‐display‐pixel SNR is derived from the integration of the noise power spectrum (NPS) of a camera image taken of a display with a uniform luminance. It is demonstrated that the device can produce repeatable results in terms of MTF and SNR. MTFs were measured on three monochrome CRTs and five monochrome LCDs in order to study repeatability and similar quantities. The MTF was measured on a 5‐Mpixel LCD yielding values that lie within 3.5% of the average MTF at the Nyquist frequency and 4.0% of the maximum total sharpness (∫ MTF² df). The MTF was also measured on a 9‐Mpixel LCD, yielding values that lie within 9.0% of the average MTF at the Nyquist frequency and 8.0% of the maximum total sharpness. The SNR was measured eight times on a 3‐Mpixel monochrome LCD at nine digital driving levels (DDLs). At a DDL of 185, the mean SNR was 15.694 and the standard deviation (Stdv) was 0.587. At a DDL of 65, the mean SNR was 5.675 and Stdv was 0.120.     

基于MTF理论的遥感图像复原

由于遥感图像成像过程中受传感器性能下降、大气扰动等因素影响，致使图像质量退化。为了改善遥感图像质量，从图像质量退化原理分析，提出了一种基于调制传递函数（modulation transfer function，MTF）理论的图像复原方法。该方法主要包括去噪和MTF拉伸两部分。针对遥感图像的特点，给出了一种有效的基于频域的去噪方法。为了能够调节频谱拉伸的程度，还给出了一种指数调节MTF曲线的方法。中巴（中国和巴西）卫星红外遥感图像的实验结果表明：该新方法有效地提高了图像的对比度（对于实验图像来说，较复原前图像对比度提高了7倍多，方差也由原来的8．77提高到17．37）、熵等图像要素，从而改善了图像的质量。     

压电式动态应变测量系统低频特性的补偿研究

针对采用压电元件的动态应变测量系统的低频失真问题,提出一种采用数字滤波器的低频特性补偿方案。通过动态标定试验,获得了压电应变测量系统的阶跃响应特性,以应变计测量结果为期望输出,以压电式传感器测量结果为补偿滤波器的输入,采用M atlab中的系统辨识工具箱设计了数字补偿滤波器。应用结果表明:该方法可使得测量系统的低频下限由原来的2.2Hz降低到10-3Hz以下,低频响应不足引起的失真得到了很好的恢复。     

基于Gammatone滤波器和子带能量规整的语音特征提取

为了改善传统语音特征参数在复杂环境下识别性能不足的问题,提出了一种基于Gammatone滤波器和子带能量规整的语音特征提取方法.该方法以能量规整倒谱系数(PNCC)特征算法为基础,在前端引入平滑幅度包络和归一化Gammatone滤波器组,并通过子带能量规整方法抑制真实环境的背景噪声,最后在后端进行特征弯折和信道补偿处理加以改进.实验采用高斯混合通用背景分类器模型(GMM-UBM)将该算法和其他特征参数进行对比.结果表明,在多种噪声环境中相比其他特征参数,本文方法表现出良好的抗噪能力,即使在低信噪比下仍有较好的识别效果.     

三轴电子罗盘的磁航向角误差补偿研究

针对某水下运载器中罗盘的工作状态,提出了适合于水下工作的电子罗盘的误差补偿方法。通过分析误差产生的原因,结合实际情况,提出将补偿区间分段的方法,在各个区间分别进行最小二乘误差补偿。实验结果表明:采用分段补偿的方法可以有效补偿小区间误差,能够将最大误差降低到0.3°之内,提高其磁航角的精度,满足高精度导航系统要求。