直流电动机在高精度光电跟踪系统中的应用

高精度光电跟踪系统用以完成对模拟动态目标的准确跟踪 ,要求跟踪元件响应快、动态性能好、精度高 ,因此跟踪元件的性能直接影响系统的跟踪特性和精度。直流力矩电机的优点是调速性能好 ,启动转矩大。正是这一特点 ,在高精度光电跟踪系统中尝试使用直流力矩电机控制反射镜跟踪目标。高精度光电跟踪系统要求在一个较大的视场内实现对静态目标和动态目标的高精度快速跟踪。     

一种基于投影算法的运动目标自动跟踪系统

提出了一种基于投影算法的运动目标跟踪系统设计方案,它适用于固定背景情况下单个运动目标的检测与跟踪,采用了双摄像头方案,既可以扩大场景的监视范围,又可以给出运动目标的近距离影像,引入了投影算法计算位移矢量,提高了计算速度和对背景变化的抗干扰能力,实验结果表明了方案的可行性和算法的稳健性。     

红外弱小目标检测跟踪并行处理系统

针对红外弱小目标的实时检测与跟踪,本文设计了一套基于4×ADSP TS201S-600处理器的多DSP并行处理系统.该系统拥有LVDS数字视频输入输出接口,利用TS201S的链路口构建了松耦合并行处理系统,支持多DSP间的两两交叉互联和板级互联,定点运算的峰值速度可达19.2 GMAC@16 bit/s,浮点运算的峰值速度可达14.4 GFLOPS.实验结果表明,该并行处理系统具有高实时性、良好的适用性和扩展性等特点,可以实现对大画面,高帧频的红外弱小目标实时检测跟踪.     

适用于快速扩展目标的跟踪算法

提出了一种算法──偏移质心算法,阐述了偏移质心算法的原理及实现过程。该算法适用于对高速运动扩展目标的跟踪,已成功地用于ＯＦＤ－６３０电视跟踪器,并通过了连云港动态打靶试验。由于这种算法快速简捷、方便易行,且能实时稳定的对目标进行跟踪,在图象跟踪系统中不失为一种简单实用的跟踪算法。     

电视跟踪系统动态目标电子模拟器

介绍了电视跟踪系统动态目标电予模拟器的设计方案、工作原理、性能和测试结果。     

星载空间目标光电跟踪角速度伺服系统设计

设计了星载空间目标光电跟踪角速度伺服系统,它包括补偿校正环节、驱动功放环节、以光学望远镜和跟踪架为被控制对象的机械操作环节以及视轴稳定回路。选择直流力矩电机作为跟踪架驱动元件,以提高系统的跟踪精度。利用 Matlab 进行系统特性仿真的结果表明,设计的系统相角裕度为 69°,幅值裕度为 35.8dB,截止频率为 10rad/s,调节时间为 0.7s,具有良好的跟踪性能,达到了预期的要求。     

跟踪测量视频的高精度同步采集系统

设计了一种无损实时跟踪测量视频和测控数据同步采集系统。根据测控信息同步信号及其对视频采集时刻的规定,以测控信息采集卡上高精度定时器为时钟,由视频采集卡通过软件修正摄像机曝光信号,实现对曝光时刻的精密调节。采用高速总线实现数据无失真存储和转储、AVI技术组织文件,充分利用了测量视频图像空间。     

舰船红外成象目标实时识别跟踪算法研究

对前视海面舰船红外成象目标的实时识别与跟踪技术进行了研究，提出了一种新的海面舰船红外成象目标的识别跟踪算法。重点论述了其中的跟踪算法；同时基于本文算法及实际系统使用性能的要求，设计了一种适合本文算法的舰船红外成象识别跟踪系统，给出了硬件原理框图，对系统的实时性进行了分析。     

压力机机架设计的有限元分析

以压力机机架为研究对象,用ANSYS软件对2种设计方案的机架结构进行静动态分析,获得了机架应力分布和位移分布规律.通过模态分析给出了机架振动的固有频率及相应振型.结果表明,在保证机架强度的条件下,第2种设计方案减少了机架使用材料,机架质量减少了22.6%,降低了生产成本,取得了良好的经济效益.     

视轴偏角对三轴光电跟踪系统跟踪过程的影响

地平式、X-Y式光电跟踪系统存在空间跟踪盲区。三轴光电跟踪系统通过跟踪方式切换可以解决空间跟踪盲区问题,但视轴偏角使得脱靶量到轴转动量的转换不同于常规地平式跟踪系统,同时使系统具有不可见区域。分析和仿真表明:视轴偏角较小时,脱靶量与轴驱动量的转换可用常规地平式跟踪系统中的方法近似,否则,需用不同的计算方法;在三轴跟踪系统退化成的地平式跟踪系统的天顶跟踪盲区外即可进行跟踪方式切换。     

Mechanical fatigue and spectrum analysis of small-satellite structure

Mechanical fatigue due to environmental loads and spectrum analysis due to launch loads of the primary structure of a low cost, low-earth orbit small satellite intended for earth observation missions are presented. The payload of the satellite under consideration is a precise optical unit to image the earth’s surface having a mass of 45 kg. 3-D Finite Element Model for the satellite structure is generated by applying substructure method. Modal analysis is required to determine natural frequencies of the satellite and define its mode shape. Then, ranking of mode shapes according to specific constraint is performed. Harmonic analysis at resonance frequencies with the highest ranking is done and cumulative fatigue damage analysis is performed. Spectrum analysis is performed for Small Sat structure to verify the satellite structure reliability under all dynamic random vibration loads applied during transportation and launch cases.     

高精度光刻物镜的变形研究

高精度光刻物镜是微电子光刻专用设备中的关键部件之一,不仅要求光刻物镜的精度高,还要尽可能地减小装调误差。根据 193nm 光刻物镜的光学零件结构尺寸,利用大型有限元分析软件 Algor 和材料力学的应力变形理论,求得了结构形式与重力变形关系,支撑方式与变形的关系,材料不同时的变形趋势图,为整个光刻物镜的装配和调校提供了依据。研究表明,非均匀支撑是引起重力变形的主要原因,在物镜口径φ300mm 时采用 9 点以上支撑方式其最大变形量基本恒定,并可预留加工“误差”补偿重力变形。     

An efficient numerical model for vibration analysis of single-walled carbon nanotubes

This paper presents a linear spring-based element formulation for computation of vibrational characteristics of single-walled carbon nanotubes (CNTs). Three-dimensional nanoscale elements and corresponding elemental equations are developed for the numerical treatment of the dynamic behaviour of single-walled CNTs, including appropriate stiffness and mass characteristics. The atomistic microstructure of nanotubes is used to assemble the elemental equations and construct the dynamic equilibrium equation. The developed elements simulate the relative translations and rotations between atoms as well as the mass of the atoms. In this way, molecular mechanics theory can be applied directly because the atomic bonds are modelled by using exclusively physical variables such as bond stretching. The modelling is regenerative and can provide simulations for different geometric characteristics of the nanotubes. Numerical results are presented that illustrates new natural frequencies and mode shapes, going beyond the usual ones for various nanotubes under different support conditions and defects. Comparisons with corresponding numerical predictions from the literature, where they are possible, show very good agreement.     

圆柱形金属橡胶结构的静态力学性能

对圆柱形金属橡胶结构做静态实验,运用最小二乘法对实验数据进行拟合,得到金属橡胶材料本构方程的各系数,将由实验得到的各系数代入本构方程式中,从而得到理论拟合迟滞回线,将理论拟合迟滞回线与试验迟滞数据进行对比,发现理论拟合迟滞回线与试验迟滞数据吻合较好,同时运用ANSYS有限元软件对金属橡胶结构进行有限元建模、定义边界条件及施加载荷,最后进行应力应变分析,得到应力应变分布图,发现分析结果与实验结果吻合。     

三轴光电跟踪系统的实时引导

三轴光电跟踪系统是地平式和X-Y式光电跟踪系统的有机组合,可以全方位跟踪空间运动目标,跟踪系统测量值与空间位置的多对一特性决定了跟踪策略的多样性和系统引导的复杂性,跟踪过程中对系统进行实时引导可以提高系统的跟踪精度及其可靠性。各种跟踪策略下三轴光电跟踪系统的引导过程包括:地平式的引导、X-Y式的引导、具视轴偏角的地平式引导、三轴光电跟踪系统的引导等。通过理论分析,给出了各种情况下的引导方法。     

方位角准确预测法在光电跟踪中的应用研究

本文通过基于卡尔曼滤波和一步预测理论建立适当的数学模型,提出了一种应用于舰载光电跟踪设备的拟线性目标方位预测算法,并对不同的运动目标的进行了仿真计算。结果表明该方法有较高的精度,能预测出光电跟踪设备在丢失目标情况下的目标航迹,可满足其在炮振丢失目标情况下的预测要求。     

卫星跟踪中位置预测的序列匹配算法

针对卫星跟踪中的位置预测问题,分析了动力学模型方法的预测误差组成,提出一种用测量数据来计算预测数据时间误差的序列匹配算法,并讨论了空间误差的计算方法。仿真结果表明,提出的时间校正和空间误差补偿方法的预测精度比动力学模型和Kalman滤波法的预测精度高;即在相同的精度要求下,序列匹配算法能预测的时间范围是Kalman滤波法的1.5倍以上。     

基于光流场技术的复杂背景下运动目标跟踪

针对光电经纬仪在飞机起飞着陆段跟踪角速度大、背景复杂的情况,根据小波多分辨率技术,提出利用小波分层组成低频图像金字塔,利用光流技术进行匹配解算,实现由粗到精的特征点匹配跟踪。通过对飞行试验视频图像进行事后自动跟踪试验,结果表明,该算法能够稳定可靠跟踪多特征点目标,具有鲁棒性。     

80/29采油井架有限元仿真分析

应用井架仿真2000软件系统建立了80／29采油井架模型，进而利用仿真系统对其进行静力、动力特性和稳定性分析。通过计算机实显示现场和实验室都无法实现的多种复杂情况下井架参数变化过程。经过计算分析，井架承载时应力分布规律是：井架下体承载时的应力小于上体承载时的应力；井架最大应力位于缩口处的正背面横梁；仿真分析结果为井架设计人员修改设计方案、检测人员对在用采油井架现场检测提供科学依据。     

直线加速器腔体微扰法测量平台设计

基于小球微扰理论,为直线加速器建造中的冷模测量设计了测量平台,实现了腔体的高精度、批量自动化冷模测量。同时,为了减小微扰体振动对测量结果的影响,对存在预应力的拉线进行了模态分析,得出冷模测量过程中拉线小球的最佳移动速度。采用该测量平台,对设计中的300 MeV质子重离子加速器射频四极场(RFQ)腔体进行了测量,结果表明,该测量平台测量误差小,数据重复性好,可作为直线加速器腔体研制过程中的重要工具推广使用。