热室气动位置传感器反馈滞后补偿研究

热室辐照环境中的各类型射线会严重影响电子元件的服役寿命,因此目前多采用气动位置传感器来替代,其将感知及信号处理部分分别置于辐照环境和热室绿区来提高传感器的可靠性。由于气体的可压缩性,气动位置传感器存在信号反馈滞后现象。为了改善上述问题,分析了气动位置传感器的流量特性,建立了管道内流场数值模型并采用特征线法进行求解,构建了传感器压力响应预测模型,推导得到滞后量,并基于此提出了补偿策略。最后搭建了气动位置传感器响应检测平台,验证了预测模型及滞后补偿策略的有效性,结果表明:补偿后的位置相对预期值最大差值在0.5 mm以内,能够满足工程应用要求。

基于QPSO的震动传感器片上相位补偿器设计方法

震动传感器的系统相位非一致性会对地震波到时时差提取产生很大的误差,严重影响震源定位精度;针对这一问题,提出了一种基于量子粒子群优化算法(QPSO)的震动传感器片上相位补偿器设计方法;首先对震动传感器进行相位标定,获得传感器与参考传感器的相位差;其次设计基于QPSO算法的相位补偿滤波器对相位差进行修正,使其无限趋近于0;最后,将相位补偿滤波器封装成FPGA软核部署于FPGA上,完成对震动传感器的相位片上实时补偿;为了验证该方法的性能,将相位补偿滤波器部署于自研的多通道震动信号采集系统上,对8个相同型号震动传感器进行相位一致性校准;试验结果表明,在震动传感器频响范围内,该方法可以将2.5°内的传感器相位差实时修正至0.004 4°以下,实现了震动传感器阵列的相位一致性实时校准;该成果在地下浅层震源定位领域具有较强的应用价值。

机载批量灭火袋高空抛洒落地分布特性的模拟与实验验证

为了对灭火飞机高空抛洒系统进行优化设计,必须建立反映飞行过程机载批量灭火袋高空抛洒落地机理的模型.基于离散元方法和计算流体力学方法,建立了机载批量灭火袋高空抛洒落地特性机理模型,获得不同飞行速度和高度下的灭火袋抛洒特性及落地分布,通过实验对模型进行了验证.抛洒落地分布的模拟结果与实验数据偏差在20.0%以内.研究成果为飞机高空灭火系统研制提供理论模型,以显著提升灭火飞机喷洒系统的灭火效果.

基于神经网络的载人航天器微量污染物在线测量

本文以体积小、重量轻、功耗低、高可靠、长寿命的GAM200直接进样质谱(MS)仪器测量为基础,提出了用神经网络的方法,提高该仪器的定量精度,并选取甲苯和二甲苯两种微量污染物与气相色谱-质谱(GC/MS)测试进行对比试验,并对试验数据进行处理,比较测试误差,在仅考虑报警误差的情况下,神经网络算法的直接进样质谱测量的平均相对误差为9.1%RSD(甲苯),3.8%RSD(二甲苯),得到了与GC/MS相当的定量精度,为载人航天器微量污染物在线测量提供了一条有效途径。

单舵轮AGV叉车的高精度导航算法研究与应用

针对单舵轮自动导引车(AGV,automated guided vehicle)面向印刷车间复杂的作业环境下传统导航方法定位精度差和路径规划算法生成轨迹不固定的问题,研究并设计了完整环境地图下的固定路径和提高导航与定位精度的算法;针对自适应蒙特卡洛定位算法定位精度达不到作业要求,采取了改进的Cartographer-SLAM算法与PID算法结合控制循迹的方法,大大提高了定位导航精度;针对常规导航框架下的路径规划算法会由于AGV车避障行为而改变局部路径,从而改变导航过程中的全局路径,导致在狭窄车间环境下会发生碰撞的问题,设计了生成导航路径点的算法,生成由直线和弧线轨迹组成的固定路径,以用于AGV叉车的PID控制循迹,实现了固定路径的规划;实践证明,该方法解决了单舵轮AGV叉车在车间环境下采用传统导航方法出现的问题,提高了安全性和可控性,工作效率也随之提升。

基于分散式卡尔曼滤波的多机器人协同定位

针对机器人导航过程中惯性导航误差随时间积累影响定位精度问题,提出了一种基于分散式卡尔曼滤波的多机器人协同导航算法,该算法将自身导航信息与观测得到的相对测量信息以及其他机器人的导航信息进行融合,实现自身导航信息的校正。该算法不存在中央处理单元,降低了计算量,提高了系统稳定性。利用MATLAB软件平台对算法进行了仿真验证,结果表明该算法提高了多机器人之间的协同定位精度,具有一定的抗干扰性。

基于透射图融合的图像传感信号温度漂移智能补偿方法

不同空间环境温度影响图像传感信号,导致图像传感信号出现温度漂移的问题,为了提升图像传感信号温度漂移补偿效果,提出基于透射图融合的图像传感信号温度漂移智能补偿方法。该方法详细分析了温度对图像传感信号的影响,确定图像传感信号的温度漂移问题,根据分析结果,引入透射图融合方法,增强处理图像传感信号质量,结合最小二乘拟合方法,构建图像传感信号智能补偿模型,修正图像传感信号,实现图像传感信号温度漂移补偿。实验结果表明,通过分析采用该方法补偿的图像传感器信号,补偿误差仅为0.65×104,补偿消耗时间不超过0.4 s,验证了该方法的有效性和可行性。

基于SVR模型的两轮自平衡小车平衡控制与抗干扰研究

针对两轮自平衡小车的平衡控制和抗干扰问题,提出基于支持向量回归机器学习方法的平衡控制器方法。分析了两轮小车的力学模型,将状态向量和控制向量运用到非线性支持向量回归算法(ε-SVR),利用LIBSVM软件对所采集样品进行训练,获得高精度的SVR模型,其中样品数据由搭建的传统闭环串级PID控制器运行得到。经过Matlab仿真测试,该模型控制器的平衡响应优于PID控制和极点配置法,最后制作了小型样车,验证了SVR模型在动态平衡和自抗干扰下存在相对优势。

五工位全自动转子平衡机切削加工精度研究

针对五工位全自动转子平衡机的电路处理和机械工艺,研究了切削加工精度提升。采用全自动平衡机的对刀信号处理电路,振动信号经低通滤波器、整流电路、包络线检测电路和比较电路后得到可靠的对刀信号,能够适应高节拍全自动化平衡机的连续生产,降低了维护和机器调整的要求;改进了自动夹持转向机构,在夹持旋转装置中增加定位支杆和传感器,提高了夹持旋转精度,进一步提高了转子切削去重的精度,降低了加工转子的不平衡量。加工效果表明:五工位全自动转子平衡机的不平衡量与去重效果可从12 mg降低到5 mg,有效提升了加工精度。

辐照环境下新型气动位置传感器压力响应特性研究

通用气动位置传感器敏感及转换元件涉及电子元器件,无法应用于辐照环境。针对辐照环境下位置传感器的应用问题,提出了一种新型气动位置传感器方案,通过监测对应部位内流场数值变化判断被测件是否达到预设位置。但该方案存在压力响应滞后的问题,导致被测件位置反馈出现滞后现象,因此准确预估滞后响应对传感器的位置补偿并提高位置检测精度至关重要。分析了气动位置传感器的内部流动,建立了压力响应预测模型,通过正交试验揭示了各工程变量对预测模型中系数和响应时间的敏感性,采用仿真对系数进行了进一步拟合。研究结果表明,建立的压力响应预测模型最大响应时间误差在0.01 s以内,当最大速度为100 mm/s时,重复定位误差在1 mm以内,预测模型能满足位置滞后量测量要求。

基于ALMBO算法的PEMFC分数阶时域子空间模型研究

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电过程复杂难以建模的问题,考虑PEMFC系统的分数阶特性,提出一种基于优化的分数阶时域子空间辨识方法,并建立PEMFC的分数阶状态空间模型。首先,将分数阶微分理论与子空间时域辨识方法相结合,采用Poisson滤波器对输入输出信号进行滤波处理,并引入权重矩阵提高辨识的精度;其次,对Poisson滤波器以及辨识的分数阶阶次寻优,提出一种变异反向学习的自适应帝王蝶优化算法(ALMBO),在迁移算子中引入变异反向学习策略、并融入自适应权重来提高寻优的精度,防止陷入局部最优解。最后,通过仿真结果验证算法的有效性,所得的PEMFC辨识模型能准确描述PEMFC的动态过程。

基于电磁辐射的静电放电定位探测系统

静电放电(ESD)是一种常见的工业危害源,对ESD的探测和监控是制定静电防护措施的基础。为了实现对ESD事件的监测定位,并使之应用于各类场景,以ESD电磁辐射为目标源,基于4天线阵列及定位算法,建立了一套紧凑型ESD事件探测系统,并对系统的探测性能和定位精度进行了实验验证。结果表明,该系统可定位3 m范围内,放电能量大于1.5μJ的ESD事件,且定位误差小于15 cm。紧凑的结构与较低的探测限使该系统具备较好的便携性与通用性。

基于VMD算法的500kV换流变压器套管引线检测技术

由于当前方法去噪结果和检测结果均不理想,提出一种基于VMD算法的500 k V换流变压器套管引线检测方法。通过VMD对含噪信号进行分解,利用相关系数计算筛选出固有模态函数中的高频分量进行小波阈值去噪,保留高频分量中的回波信息,将其进行和低频IMF进行信号重构。同时采用逆向云发生器计算不同信号的特征熵,结合频域特征—中心频率作为特征参数进行500 kV换流变压器套管引线检测。仿真实验结果表明,所提方法能够有效过滤信号中的噪声,同时获取高精度的检测结果。

珠海一号高光谱卫星辐射精度真实性检验研究

“珠海一号(OHS)”高光谱商业遥感卫星数据在国民经济建设中发挥着越来越重要的作用。当前,针对商业遥感卫星数据质量精度的验证和评价研究成果较少。本文基于地面实测数据,对OHS卫星高光谱数据的辐射精度进行了真实性检验和定量分析。结果表明:OHS卫星表观辐亮度与实测结果具有较好的线性相关关系,相关系数R2大于0.7。与实测结果相比,OHS卫星各通道表观辐亮度值整体偏低,但两者光谱曲线形态基本一致。随着时间的推移,OHS传感器性能可能存在衰减,不同通道的衰减程度不一;在31个通道中,与实测值之间的相对差异在20%以内的通道数为9个;在20%~30%之间为14个,30%~40%为8个。

基于盾构法的矿山隧道贯通测量偏差纠正方法

为提高矿山隧道贯通测量偏差纠正效果,提出基于盾构法的矿山隧道贯通测量偏差纠正方法。首先对矿山隧道贯通测量偏差估算,然后通过GPS控制网建立、竖井联系测量、地下导线控制点设置进行作业,最后对盾构姿态中的定位测量误差对贯通误差影响进行估计,并根据估计结果进行最后的调整,实现矿山隧道贯通测量偏差纠正。实验结果表明方法偏差较小,且在短时间内就能够实现偏差纠正,能提高矿山隧道贯通测量偏差纠正的效果。

基于LU分解的增广信息滤波机器人协同定位

在增广信息滤波机器人协同定位算法中,通常对联合分布的信息矩阵采用Cholesky方法进行分解。基于Cholesky分解的增广信息滤波对联合分布的信息矩阵的正定对称性要求很高,在联合分布的信息矩阵不满足正定对称性的情况下,求逆产生异常,影响联合分布的信息恢复,系统的鲁棒性下降。提出了一种基于LU分解的增广信息滤波算法,保证了机器人协同定位算法精度的同时,有效解决了联合分布的信息矩阵分解异常问题,最后对机器人系统可观测性进行分析。利用MATLAB软件平台对算法进行仿真验证。结果表明,该算法保证了机器人协同定位精度,提高了机器人系统的鲁棒性。

基于机器学习偏差校正的GARCH波动率模型预测

科创板是独立于现有主板市场的新设板块。以科创板的设立为分界点,针对GARCH波动率模型存在预测偏差的问题,分别利用机器学习算法中的BP、SVR、RF及XGBoost对三种不同分布下的GARCH模型的预测偏差进行校正,构建基于机器学习偏差校正的GARCH波动率预测模型,以期降低模型的估计误差从而获得更精确的波动率估计。实证结果表明,科创板的设立对股票市场的波动性具有一定的抑制作用,该模型能显著提高GARCH模型的预测精度。在众多机器学习算法中,以XGBoost算法的偏差校正效果为最优。

烧结矿低温还原粉化率的影响因素及预测模型

针对烧结矿低温还原粉化率传统检测方法时间滞后、过程繁杂、耗时较长等问题,本文以某钢铁厂400 m^(2)烧结机烧结矿的性能指标为研究对象,选用60组训练集进行因子分析,建立以Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、MgO、TiO_(2)、FeO质量分数以及R、w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))和w(CaO)/w(TFe)为自变量,低温还原粉化率为因变量的烧结矿低温还原粉化率预测模型。结果表明:影响烧结矿低温还原粉化率的主要因素是w(Al_(2)O_(3))、w(SiO_(2))、w(FeO)、R和w(MgO)/w(Al_(2)O_(3));优化后预测模型为YRDI=1.137w(FeO)+5.56w(SiO_(2))+26.44R-20.19w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))-6.07w(Al_(2)O_(3));模型的R^(2)为99.90%,具有较高的精确度,能够快速预测烧结矿的低温还原粉化率,并能在生产中改善烧结矿质量。本文建立的预测模型可为现场烧结生产提供理论指导和技术支持。

基于多视角车辆轮廓深度图像的割线迭代接近角计算方法

针对车辆通过性指标中接近角的测量问题,提出一种基于深度相机获取车辆底盘轮廓点云的接近角计算方法。首先使用深度相机对目标车辆底盘轮廓进行多视角的点云采集,并通过迭代最近点算法进行点云拼接与模型重建,对轮廓点云的轮胎特征进行分割提取,最后采用本文提出的割线迭代方法对接近角进行计算。通过计算机仿真构建车辆轮廓点云,并对该点云进行拼接、分析计算。结果表明,本文提出的方法具有快速、准确的接近角计算效果。

基于MATLAB多约束磨齿余量调整方法研究与实现

为提高磨齿阶段齿面均匀化调整的效率,提出一种基于MATLAB多约束调整智能计算方法。根据全齿扫描报告数据建立每个齿面的最大和最小包容齿面方程;通过端面调整(端面调整幅值与相位)、径向调整(径向调整幅值与相位)建立齿面变换方程;通过MATLAB编程,多次寻优,找到变换包容齿面与基准齿面的余量极值(最大与最小)的变化情况。根据实际工程应用情况,设定约束条件:保证每个齿面都有工艺要求的最小磨齿余量;磨削最大余量后,渗碳层深满足设计要求;齿面余量波动尽可能均匀。通过三维模型验证MATLAB程序的准确性。