DFIG风电场经交流/柔性直流并网系统最优潮流与灵敏度分析

针对经交流和柔性直流(AC/VSC-HVDC)并网的双馈感应发电机(DFIG)风电场,考虑风速波动和电压源型换流器控制方式切换,引入直流潮流控制器,以交直流网损和直流电压偏移指标最小为目标,建立计及DFIG详细结构的最优潮流(OPF)模型,从而优化DFIG和VSC-HVDC控制变量。根据OPF拉格朗日乘子,建立目标函数对DFIG与VSC-HVDC控制变量约束灵敏度的解析表达式,以量化DFIG与VSC-HVDC潮流控制能力。给出IEEE 14节点系统的计算结果,验证了所提优化模型及其灵敏度分析的有效性和应用价值。     

离轴抛物面镜准直输出辐照度特性

基于离轴抛物面镜的准直光学系统因其无色差、材料易得、工作谱段宽、无中心遮挡等优点被广泛应用于传感系统校准、辐射测量、红外目标模拟器等系统中。为了分析设计的准直系统是否满足实际需求,对准直系统输出的辐照度特性进行了理论分析及仿真研究。基于辐照度传输模型给出了准直系统输出面辐照度分布表达式,并给出了准直光束发散角与抛物面焦距、光源口径及离轴角之间等的定量关系。采用光线追迹方法仿真分析了准直系统在不同光源口径情况下的输出面辐照度分布情况,并对输出辐照度均匀性进行了定量分析。文中所提出的分析方法对提高离轴抛物面镜的准直性和输出辐照度均匀性有重要的意义。     

一种适用于涂层的双高斯偏振BRDF模型

为了更精确地描述涂层类材料的偏振双向反射分布函数,在微面元模型的基础上建立了双高斯偏振BRDF模型并对模型进行了仿真。相对于以往模型,其耦合了强度分布非朗伯的且包含偏振成分的以Rahman-Pinty-Verstraete函数为基础的漫反射。利用基于LCVR的全偏振多谱段成像仪在476 nm波段对白色、哑光白和珍珠白的自喷漆以及普通光盘背面的漆进行了多组面内偏振BRDF测量实验。之后从部分实验数据出发利用最小二乘法对模型参数进行了分步反演,反演结果在多组初值条件下都一致,证明反演得到的参数为全局最小值。最后对获得的模型参数进行仿真,结果表明模型对强度值和偏振度值符合都很好,尤其是能够符合漫反射的偏振。该模型对物质分类及识别以及场景仿真具有一定的实用意义。     

基于本征模函数的高光谱数据特征提取方法

针对基于参数估计的特征提取方法高光谱数据维数高参数估计偏差大、细节光谱信息易丢失等问题,引入经验模式分解理论,提出了基于本征模函数的高光谱数据特征提取方法。该方法通过计算光谱特征的最大最小值以及均值得到本征模函数,从而得到反映高光谱数据的不同尺度的光谱波形波动信息,即吸收特征信息,并将高光谱数据投影到本征模函数空间,从而实现高光谱数据中不同物质属性光谱特征提取。利用航空推扫式成像光谱仪数据进行方法性能分析与验证,试验结果表明该方法不需要进行统计参数估计,避免了高光谱数据协方差的奇异性和参数估计不准确的影响,并较好地保留了数据提供的所有信息,增大了数据类间可分性。     

轴尖表面缺陷检测及尺寸测量系统研究

针对陀螺轴尖加工生产中对表面缺陷进行在线检测和关键几何尺寸进行高精度在线测量问题,设计并实现了基于显微机器视觉技术和快速图像处理技术的在线非接触检测测量系统,检测时,待检轴尖安装在精密位移台上,采用专用光源系统照明,通过显微成像系统成像;图像经采集,预处理、分割、特征提取,参数测量、结果统计等处理步骤,得到轴尖表面缺陷数量及几何尺寸.实测结果表明系统具有高效率、精度高、易于使用等特点,可有效解决轴尖表面缺陷检测及尺寸在线测量问题.     

液晶相位可变延迟器的光电特性研究

液晶相位可变延迟器（LCVR）是一种新型的精确偏振器件。阐述了LCVR的工作原理,研究了LCVR的时间响应特性和相位延迟特性,提出一种基于斯托克斯矢量和穆勒矩阵的LCVR相位延迟测量方法。研究结果表明,LCVR具有调谐电压低、易控制、调节范围大且连续可调、无需转动等优点,当偏振测试系统通过LCVR进行偏振光的相位调制时,应尽可能地使LCVR电压变化方向为从小到大,即相位延迟从大到小的顺序进行调制,以减小测试系统的响应时间,同时应将LCVR上的光的入射角度控制在较小的范围之内,以提高偏振测试系统的测试精度。     

结构光法钻头形貌测试系统

本文提出了基于结构光的钻头三维形貌快速检测系统。文章分析了系统的组成、工作原理及系统集成方法 ,重点研究了形貌数据的处理方法。包括 :滤波及图像的自动分割方法研究 ;不同坐标系间的数据转换及回转体多个测量数据块的数据融合 (data merging)技术研究 ;钻头参数测量方法研究。文中给出了钻尖磨损图、钻头横截面模型图以及用本系统及三坐标测量机 (CMM)测量钻头形貌时的比对测量数据。研究表明 ,系统的测量精度约为 30μm和 1°;测量速度小于 10 min     

红外多光谱技术在昼夜交替时段探测的应用

当利用红外探测系统在昼夜热交替时段进行目标探测时,由于探测场景中目标和背景温度差会发生较大变化,使得目标和背景之间的红外辐射差异在这一阶段的某些时刻很可能接近于0,体现在热红外图像中即为目标与背景融合为一体,从而产生红外探测系统的盲区现象,导致在昼夜热交替时段传统热红外探测系统无法有效识别目标。针对这一问题,在分析热红外探测系统在昼夜热交替时段致盲原因的基础上,提出一种基于中红外多光谱的昼夜热交替时段探测方法并研制了原理样机,通过利用不同目标之间的红外光谱特性差异实现热交替时段目标的识别与区分。实验结果表明,红外多光谱技术能有效提高传统热红外探测系统在昼夜热交替时段的目标探测能力,相比同一时刻中波红外宽波段成像,红外多光谱成像中目标和背景的DN值比值平均提高了约18%,能够为全天时红外探测系统的实际应用提供很好的借鉴。     

基于单目视觉的自由曲面三维坐标测量方法

本文将单摄像机与三坐标测量机结合设计了一种自由曲面的三维坐标测量方法.自由曲面的表面经坐标测量机带动摄像机序列采集图像后形成图像体积,然后使用调焦评价函数在图像体积内寻优判断,找到自由曲面的正焦图像表面.根据物像关系式和正焦图像表面即可推得自由曲面点的三维坐标.经实验比较,本系统测量结果与接触式坐标测量机测量曲面点Z坐标极限偏差13 μm.     

双振镜点扫描三维形貌测量系统

针对远距离大尺寸物体三维形貌测量的要求,设计并实现了基于激光三角法原理的双振镜点扫描三维形貌测量系统。介绍了系统的结构和测量原理,并对系统进行建模,推导了被测物体表面测量点的三维坐标计算公式。构建了原型系统,利用专用的二维平面靶标在测量空间内自由摆放数次,根据靶标上特征点及其像点间的位置关系,以坐标系转换为基础实现了测量系统结构参数的现场标定。利用李萨如图扫描模式分别对靶标平面、已知直径的球面及石膏像自由曲面进行了测量实验。结果表明,测量距离1m处,测量点到拟合平面的距离误差均值为0.70mm,球面直径测量误差均值为0.51mm;测量距离10m处,测量点到拟合平面的距离误差均值为17.85mm。该系统可用于远距离大尺寸物体表面的三维形貌测量。