基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理

针对陀螺传感器测量精度低,严重影响航空光电稳定平台视轴稳定精度的问题,设计了强跟踪卡尔曼滤波器。根据时间序列分析法的基本原理,对经过预处理的陀螺原始量测数据进行AR模型建模,根据该AR模型采用状态空间法设计卡尔曼滤波器,同时为了增强系统的鲁棒性,引入强跟踪算法对卡尔曼滤波中的状态预测方差进行实时调整,构造了强跟踪卡尔曼滤波器。阐述了该算法的理论、原理,并且在某型航空光电稳定平台上进行试验验证。试验结果表明:强跟踪卡尔曼滤波器输出信号的方差减少了44.1%,分散程度降低,同时,相较于巴特沃斯滤波器,最大超调量减少13%,上升时间缩短了3ms,调整时间缩短了37.5ms,使平台具有良好的动态性能。研究表明,强跟踪卡尔曼滤波器可以提高航空光电稳定平台的精度,有较高的实用价值。     

基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略

为了进一步提高航空光电稳定平台的抗干扰能力,提出了一种基于LuGre摩擦模型与扰动观测器(DOB)相结合的扰动补偿控制方案。首先,对某型两轴两框架平台系统速度环进行建模,并进行扰动分析,设计了扰动控制方案。然后,对平台进行摩擦模型参数辨识试验,在摩擦补偿的基础上设计扰动观测器,并通过仿真试验验证了方案的可行性。最后,为了测试该控制方案的可行性和必要性,将航空光电稳定平台安装于模拟转台上进行试验,测试其加入摩擦补偿和扰动观测器后平台的扰动抑制能力。试验结果表明:该控制方案在模拟飞行转台以3Hz以内任意频率正弦运动的情况下,系统的扰动隔离度至少提高了14.52dB;且系统在低速运行时,其跟踪性能明显提高,跟踪误差的均方值由原来的0.1959°/s减小到0.0838°/s。同时,通过振动试验验证了该控制方案对质量不平衡引起的干扰也有很好的抑制作用,具有较好的鲁棒性和较高的实用价值。     

一种基于两种不同检测方式的烟支卷接质量在线检测方案

设计一种基于光电和机器视觉这两种不同检测方式的烟支卷接质量检测方案,阐述方案的开发背景、意义以及目前国内同类产品的研究现状。介绍了光电烟支检测系统和视觉烟支检测系统的特点、本方案的总体设计,重点阐述了两套检测系统的信号合并和结论的相互验证。总结了该方案的设计成果和应用情况。     

基于单片机和线阵CMOS的激光三角测距传感器设计与实现

介绍一种基于STM32单片机和线阵CMOS传感器的激光三角测距传感器的系统实现。包括原理电路部分以及算法程序部分的设计与实现。     

基于STM32单片机的自适应视频识别

通过对通用的位移传感器的特点以及问题进行分析与研究,提出并设计了一种利用模拟摄像头采集视频图像信息,进行实时处理的自适应视频识别。系统采用STM32系列ARM微控制器作为主控制器,包括模拟摄像头、视频图像分离、高速AD转换、光线检测及433 MHz无线通信等模块,通过C语言编程实现。在检测物体位移的同时,可以判别物体的移动方向,弥补了现存位移传感器无法检测物体移动方向的空缺,在确保基本检测功能的同时又增加了对环境的自适应,最后通过试验证明了设计的可行性。     

基于嵌入式系统的直流电机转速检测系统研究

介绍直流电机转速检测系统的硬件电路和软件设计方案。该系统利用霍尔传感器获取直流电机转动时产生的的脉冲信号,根据脉冲信号的数值计算直流电机的转速,以单片机为核心,通过人机接口实现直流电机转速的显示与设定。同时,利用LabView对数据进行实时跟踪和显示,通过实验测试和数据分析,证明了该转速检测系统具有较好的稳定性和调速效果。     

利用虚拟传感器的巡视器机械臂碰撞检测算法

为提高传统AABB树碰撞检测的精度和效率,提出一种基于虚拟传感器的月面巡视器机械臂碰撞检测算法.建立月面巡视器机械臂的逆运动学解算模型;对地面环境点云数据进行Delaunay三角化,采用多叉树代替二叉树作为AABB树储存环境点云三角面集;利用虚拟传感器简化巡视器机械臂结构模型,通过虚拟传感器遍历AABB树中的环境点云三角面集进行碰撞检测,避免机械臂与环境发生干涉.月面巡视器就位探测任务内场实验表明:基于虚拟传感器的月面巡视器碰撞检测算法使碰撞检测精度在1 mm内,碰撞检测时间降低至10 s内.基于虚拟传感器的碰撞检测算法具有高效性和可行性.     

基于STC12C5A60S2单片机的风力摆控制系统的设计

风力摆控制系统以STC12C5A60S2单片机为控制核心,液晶显示作为显示模块,采用高精度角位移传感器实时监测摆杆角度,利用陀螺仪、加速度计融合算法反馈给单片机,单片机通过控制轴流风扇电机转速从而控制摆杆角度.通过硬件设计和软件编写,使风力摆在以直流风机为动力源作用下,实现快速起摆、划线、恢复静止的功能,并能使激光笔在地面画出规定轨迹,其中各参数及测试模式可由按键输入并通过液晶显示.     

大型泵站机组飞逸转速的确定及电机强度设计

以杭州三堡排涝工程为例,针对水泵机组设备重要参数飞逸转速确定进行分析,用最终确定的参数对电动机制造设计计算复核,经过建模计算,分析认为对电动机机械强度安全是有裕度的,能确保设备安全.同时也从工程角度说明选定合理的技术参数是经济可靠的工程建设原则,对其他同类工程建设有借鉴意义.     

无线传感器网络中移动节点辅助的数据采集效率优化研究

为了提高无线传感器网络中数据采集效率,提出了一种基于节点分级的混合多跳数据采集（hybrid multi-hop data collection,HMDC） 算法。该算法首先基于数据量将所有节点均匀划分成簇,然后在簇内采用节点分级的思想进行数据的多跳传输,最后使用移动采集器沿着最短路径访问簇头节点,对指定节点进行数据集采集。仿真结果表明,HMDC算法有效地提高了数据采集效率,均衡了能量消耗,延长了网络的生命周期,且更加适用于较大规模的数据采集。