车载光测设备静态测角误差修正技术的研究

车载平台的变形对光测设备测角精度将产生一定的影响,使车载光测设备难以达到高精度测量的目的.为了提高车载光测设备静态测角精度,分析了车载光测设备由于平台变形而影响静态测角精度的基本原理,提出了利用倾角传感器对车载平台变形实时测量以进行修正的技术.首先,利用安放在光测设备垂直轴上的倾角传感器采集车载平台特定位置的变形值.然后,推导出车载光测设备的静态测角误差修正模型,建立倾角传感器输出值与静态测角误差的关系公式.最后,将修正后的测量值代入静态测角精度结算公式.实验数据分析结果表明:该方法能有效修正因车载平台变形而带来的静态测角误差,使方位测角精度提高46″,高低测角精度提高20″.为实现车载光测设备高精度测量提供了理论依据和技术支持.     

基于激光二维扫描的船模航行轨迹测量系统

为了实现对船模航行轨迹及其漂角信息的自动测量,设计了一套基于激光二维扫描仪的船模航行轨迹实时测量系统,主要包括激光二维扫描仪、三维电子罗盘、无线通信模块、数据采集及处理软件4个部分。扫描仪固定在河道岸边对船模靶标进行实时测量获得船模的位置信息,电子罗盘固定在船模上实时监测船模的俯仰、翻滚、航向角信息,两部分数据分别通过以太网通信与无线模块传输回计算机。基于MFC架构数据处理软件系统,设计靶标数据处理算法,综合两部分数据对船模靶标中心进行实时拟合与补偿,并在交互界面上实时绘制出船模航行轨迹,计算其漂角数据。实验结果表明,测量系统可以在较大测量范围内满足现场测量±8 mm的精度要求,准确绘制出船模的航行轨迹,为船模通航试验的检测与控制等研究提供了很好地试验方法。     

多极旋转变压器角度数据采集卡设计

在红外扫描设备中,采用多极旋转变压——数字转换器测角技术以提高扫描镜的位置测量精度。通过分析粗、精轴角数据组合误差产生的原因,提出一种基于FPGA器件的技术方案实现多极旋转变压器粗、精数据采集控制、组合与纠错。板卡采用DS26LS32芯片完成伺服系统轴角数据实时采集与处理。该采集卡各轴角测量值精确、运行稳定,目前已成功应用于红外扫描设备检测系统。     

船载雷达角度零值动态标定方法研究

针对船载雷达海上动态环境下角度标校的难题,介绍了船载雷达角度零值动态标定新方法——星体测量法,该方法以高精度的经纬仪为基准,通过雷达与经纬仪联合测量恒星,在同一坐标系下进行数据处理,得到角度零值.同时,本文对各种标定方法的优劣进行研究分析,通过试验验证,与传统坞内标定等方法相比,动态标定新方法优势显著,提高了测角精度.     

一种永磁同步电机转子位置传感器零位偏差高精度测量方法

永磁同步电机的高性能控制离不开转子位置的高精度检测。转子位置的检测通常由与电机同轴安装的测角传感器实现。测角传感器零位与电机转子电气零位之间的偏差确定精度对电机的控制性能产生直接的影响。在分析电机反电势模型的基础上,结合旋转变压器解码数据,提出了一种通过拖动电机被动转动,测量电机绕组反电势及旋变解码数据高位信号的零位偏差直接测量方法。实验表明该方法具有测试方法简单、测量精度高等特点。     

精度鉴定试验中GPS测姿方法及测姿精度分析

为了分析GPS双天线的实测精度,以精度鉴定试验GPS双天线测姿为研究对象,依据测姿原理,通过坐标转换简化了姿态解算方法和误差分析算法。经高动态实测数据对GPS双天线测姿系统测量的俯仰角、航向角进行了精度分析,测试结果表明:其测姿精度优于0.2°,显著优于电子罗盘测姿系统2°的精度,很好的解决了电子罗盘测姿时标校难、精度低且易受干扰的问题,可用于高动态、高精度、直航路、匀航速、高采样率的GPS精度鉴定系统试验机载姿态测量任务。     

车载光测设备测角误差影响因素的分析

为了实现车载光测设备的高精度测量,从车载平台变形、自主定位、定向三方面分析了影响车载光测设备测角误差的因素。车载平台向下平移对俯仰角测角误差造成的影响随着距离的增加而减小,旋转变形中偏向角对方位角测角误差的影响较小,两者可以忽略不计。自主定位由于垂线偏差的存在,理论上对方位角测角误差的影响最大为6.557″,俯仰角测角误差的影响最大为2.827″。自主定向对方位角测角误差的影响最大为2.06″,俯仰角则没有影响。分析数据结果表明:自主定位、定向对车载光测设备的测角误差影响较大,车载平台变形中绕X、Z轴旋转变形影响较大,其他变形的影响可忽略。上述分析仿真为进一步提高车载光测设备的测角精度提供了理论依据。     

基于蒙特卡洛模拟的机载光电平台测角精度分析

为了实现机载光电平台测角精度的精确分析,引入了基于蒙特卡洛模拟的估计方法,并进行了实验对比验证。首先讨论了蒙特卡洛模拟在测角精度分析中的应用;然后提出了基于蒙特卡洛模拟的测角精度分析流程,并且运用MATLAB获得了蒙特卡洛模拟测角精度;最后通过经纬仪与平行光管进行了实验测试并得到实验测角精度。通过对比分析模拟测角精度和实验测角精度可知,蒙特卡洛模拟获得的测角精度与试验数据接近,相对误差为1.59%。实验分析结果表明了蒙特卡洛模拟分析测角精度的可行性,蒙特卡洛模拟分析法可以帮助设计人员在设计阶段得到航空平台的测角精度,有助于进行各框架的误差分配,提高设计效率、节约成本。     

船载测控天线面精度测试及调整方法

介绍了船载测控天线面精度的测量原理,进行了误差指标分析,以某船载测控天线主反射面的更换为例,阐述了天线的安装方法和主反射面精度的测量方法,对测量中的难点提出了解决方案,最后进行了面精度测量和数据处理。结果表明,此方法可操作性高,反射面精度测量结果符合指标要求。     

基于PSD的角度测量系统

本文主要对盾构导向系统的重要组成部分电子激光标靶进行了研究。在讨论了平行光束经过凸透镜聚焦后在焦平面上汇聚点位置与入射角关系的基础上,本文研究了通过PSD传感器和处理电路测量汇聚点位置进而得出入射光角度的方法,对影响测角精度的因素和解决方法进行了讨论,最后对测角原型系统进行了试验研究和精度分析。实验结果表明,测量范围在-5°～+5°时,精度为0.56mrad,满足盾构导向精度要求。     

提高介损角测量准确性的滤波新算法

针对电力系统中容性设备介质损耗角正切（tan δ）的测量,在末屏电容分压绝对测量条件下,提出了应用窄带通半周波傅里叶算法的tan δ值在线测量方法。容性设备母线电压和末屏分压原始值经过零、极点配置法设计的窄带通滤波器处理后,由半周波傅里叶算法分别提取其基波分量电压相角,计算tan δ值。该算法所需数据窗长度比基波相位分离法短,能够快速计算tan δ值;并对直流分量和偶次谐波分量起到了良好的抑制作用。算例结果表明,此算法与传统的基波相位分离法、一阶差分后半波傅里叶算法有相近的结果,并且所需数据量小,满足了在线监测的准确性和实时性要求。     

动力电池组测试平台的设计

随着电动汽车产业的发展,电池需求数量急剧增长,对电池测试设备的需求也在同步增长。本文提出了一种电池组测试平台,并着重介绍了数据采集系统与上位机监控系统的设计。以MC9S12DT128B微控制器为核心的电池数据采集系统,实时检测电池的相关信息,并将数据发送至上位机,为电池状态估算提供依据。上位机监控系统用VC++编写,用于数据的读取及存储、参数设置、校准,同时可以控制充放电设备按照编程指令输出电流,以满足不同的实验要求。经实验验证,本系统对电池信息进行实时检测具有较高的精度,系统运行稳定、可靠。     

强夯施工夯坑位置实时监测技术北大核心CSCD

强夯基础加固过程中,实际夯坑位置符合设计要求是保证地基加固效果的前提。针对传统强夯施工人工放样确定夯坑位置方法中存在效率低及成果校核困难等多方面的问题,提出了一种基于GNSS和地磁传感器的夯坑位置实时计算方法,研发了相应的夯坑位置实时监测系统。实现了强夯施工过程中夯坑位置实时精确定位。通过架设在夯机上的GNSS定位设备监测设备中心位置,同时利用磁方位角传感器获取夯坑相对于夯机的方位数据,进而对夯坑位置进行全过程、全自动的实时监测。针对时序夯坑位置信息离散的问题,采用空间聚类分析提取夯坑精确定位信息。以白鹤滩水利枢纽移民安置工程强夯施工实测数据为例,对该方法进行验证。结果表明,该技术能够有效确定夯坑坐标,提高了夯坑定位的智能化水平和效率,为强夯施工质量评价提供了有效依据。     

深海姿态系统的设计与实现

本文设计了一种基于MPU9250九轴数据传感器的深海姿态系统解决深海仪器姿态监测的问题,并进行了实验测试验证。系统采用STM32F103C8T6作为主控制芯片,采集MPU9250九轴数据,通过软件算法快速解算出当前的实时运动姿态,并利用三轴加速度数据计算出与自然坐标系Z轴的倾角。系统设计有存储模块及实时时钟模块,可以实时将设备的运动姿态、倾斜角度实时记录到存储模块中。并且根据深海仪器使用环境要求,结合有限元设计方法,设计深海耐压仓。实验结果表明：该姿态系统可以实现对深海仪器姿态及倾角的检测,精度可达0.5°,耐压可达4000米水深。     

基于高频脉冲注入的无轴承开关磁阻电机转子位置与径向位移检测方法

为提高无轴承开关磁阻电机(BSRM)的集成度和运行可靠性,探索无轴承电机的转子转角和径向位移的自检测方法,通过在BSRM非导通相的主绕组中注入高频脉冲信号,实现了同时检测转子的转角位置和径向位移的目的。一方面,利用绕组电流的斜率差值与绕组电感的关系,得到BSRM电感的实时分布信息,从而解算得到转子的实时转角位置。另一方面,通过检测悬浮绕组的感应电动势来获取主、悬浮绕组间的互感信息,利用互感与转子径向位置的关系,解算得到转子的实时径向位移。从而最终仅通过对主绕组注入一组高频脉冲来同时估测BSRM的转子转角和径向位移。实验结果证实了所提方法的有效性。     

UP908型数字式SF6密度继电器原理及应用

六氟化硫气体作为一种当今最优异的绝缘和灭弧介质,越来越多地应用于各种高压、超高压开关设备中.目前仍大量使用指针式SF6密度继电器监测六氟化硫气体密度,至今还无法解决SF6气体密度值的远传遥测问题,在无人值守变电所无法实时获得SF6高压设备的SF6气体密度在线监测数据.本文介绍的新型的SF6数字式密度继电器,以其优异的性能,可满足对SF6高压设备的SF6气体密度值在线测量及数据远传.     

驾驶状态实时监测系统设计

为了对驾驶员的驾驶状态进行有效地监测,基于驾驶员握力、方向盘转角和驾驶员头部位置3种驾驶信息,通过分析驾驶过程中的内在规律,提出了一种滑动时间窗的提取方法,使用该方法提取出了握力幅值疲劳度、转角标准差疲劳度、转角频数疲劳度和头位偏离疲劳度4种特征参数,并结合神经网络技术,建立了驾驶状态实时监测系统。研究表明:所设计的驾驶状态实时监测方法的识别正确率可达90.4%,且监测系统实时性强、监测效果理想、获取信息直观、警示方式多功能化,为驾驶状态的特征提取和实时监测系统的研究提供了有益的参考。     

基于MEMS传感器的船载天线振动监测系统研究

针对传统结构振动监测系统存在设计复杂、体积大、功耗高等问题,设计一种基于MEMS传感器的船载测控系统天线结构振动监测系统,提出了一种多节点、远距离结构振动监测系统设计方案,并结合振动传感器选型、振动监测系统软件设计和硬件设计三方面进行了研究。该系统可完成对振动信号的实时采集与分析,并已成功应用到船载测控系统天线振动信号检测中,满足系统指标要求,为船载测控系统天线进行故障诊断和维修奠定基础。     

捷联寻北系统自动调平方法研究

为了满足捷联寻北调平系统自动化、智能化的要求,提出了一种转台自动调平方法。选用双轴倾角仪采用差分测量的方法获得转台倾斜角,根据旋转坐标变换由转台倾斜角度计算出转台倾斜支腿的高度,分别根据转台中心点不动和最高点不动的调节策略升降转台支腿,调平转台。仿真计算结果表明,最高点不动的调节方案具有较好的调节效果,采用最高点不动的调节方案,在支腿之间距离为350 mm,丝杆最小调节距离为2μm时,转台X轴和Y轴方向的调节精度分别为2.0"、1.7",满足捷联寻北系统的调平精度要求。该自动调平方法操作简单,调节精度高,可应用于光电经纬仪等带有铅垂轴系转台的高精度光电设备自动调平中。     

基于BTM7752G芯片的智能型电动操作机构控制器的研制

设计了一款基于大功率驱动芯片BTM7752G为核心功率器件的直流电机驱动装置系统,该系统用于电力系统开关设备的智能化控制。系统以ATmega128为主控芯片,完成对电气开关设备所需的智能化实时动作指令解析、机构装置位置状况检测及数据传输处理、远程控制和实时状态显示等智能化功能处理。BTM7752G芯片内置过压、过流保护功能,有利于复杂电磁环境的拓展利用及功能的稳定性。该系统提供的器件选型设计方案不仅有利于新旧设备智能化改造升级时的工厂预装和维护简约化,也能在常规电气设备电动操作机构导入智能化电器功能时提供参考。