基于LabVIEW的光纤光栅自动检测及分析系统（英文）

为了便于光纤布喇格光栅传感系统的自动化测试及使用,利用光谱仪的远程控制端口,采用LabVIEW语言开发了具有友好界面的Q8384光谱仪远程应力自动化测试系统.将光纤布喇格光栅嵌入封装于钢梁中,并利用应力试验机进行应力加载,通过LabVIEW测试系统采集并处理实验数据,结果表明该系统功能与设计预期吻合,可以实现对被测量数据的实时监测及存储.测试设备易于操作,并且避免了对光谱仪的人为直接操作,可以延长光谱仪的使用寿命.

大型装备应变检测中光纤Bragg光栅的应用研究

从光纤Bragg光栅(FBG)衍射的射线理论入手,介绍了其传感原理;结合大型装备的应变检测,阐明了解决交叉敏感问题的原理及方法;对应变检测中光纤光栅封装技术的现状进行了概述,并指出当前封装技术存在的问题和发展方向;简要介绍了光纤光栅应变传感器的标定方法及注意事项。

全金属封装光纤光栅的温度传感特性研究

针对利用聚合物作为衬底材料或胶粘剂进行封装的光纤Bragg光栅（FBG）传感器在长期使用过程中出现的老化、蠕变等问题，考虑采用熔点较低的锡焊完成了1529.0nm FBG的全金属封装；利用水浴加热的方法在19-60℃的温度范围内，测得经封装后的FBG的温度灵敏度为34.0pm/℃，是封装前的3.3倍，且有较好的重复性。

经纬仪的调平对心误差补偿研究

为进一步提高调平对心的效率和精度,对基于调平对心误差补偿的自动调平对心的原理与系统实现进行研究。应用坐标变换方法,分析经纬仪水平倾斜误差造成的对心偏差,推导出补偿公式,设计研究自动调平对心系统的补偿原理和结构,并通过实验分析调平对心误差对测角的影响。实验结果表明,误差补偿后的经纬仪对心精度可达0.04 mm,更好地提高经纬仪调平对心的精度,减少操作人员的主管因素产生的误差,缩短设备展开和测量时间。

电子经纬仪系统中自动调焦爬山搜索算法的优化设计

电子经纬仪的自动调焦是仪器实现自动化的重要部分,自动调焦的过程就是镜头按照自动调焦搜索算法来回搜索调焦评价函数求最大值的过程,传统的爬山搜索算法会受到调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦;介绍了一种改进的自动调焦搜索算法,在选择清晰度评价函数基础上,同时考虑图像的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF),综合判断搜索方向,给出了优化算法的原理和实现;实验结果表明,改进的爬山式搜索算法中Brenner函数值的标准差为0.009 3,MTF值的标准差为0.003 9,平均用时为12s,能有效地排除局部极值干扰,使系统精确、可靠的调焦。

光纤光栅横向效应在平面应变测量中的应用

对光纤光栅的横向效应进行了理论分析,并通过实验对其进行了测量。分析表明其产生的原因是光纤纤芯的直径变化及光纤有效折射率随纤芯直径的变化率。通过平面应变模型,分析了在平面应变状态下光纤光栅的应变测量方法。针对光纤光栅横向效应带来的测量误差,以及单个光栅无法测量二维平面应变的不足,提出了一种采用铝合金材料对两根FBG进行十字型封装的新型结构,从理论上消除了光纤光栅横向效应带来的测量误差。

基于C8051F120单片机的混合式步进电机驱动系统设计

高精度、低振动的步进电机控制是经纬仪精确自动调平的关键。针对一般混合式步进电机控制分立器件多、电路复杂,本文提出了使用单片机C8051F120为核心的步进电机控制方案。利用C8051F120单片机的高集成度和高运行速度,根据经纬仪自动调平系统要求,阐述基于C8051F120单片机的斩波恒流细分驱动技术,重点讨论了硬件电路实现方法,给出硬件功能框图及软件设计思想,设计的电机驱动电路能够简化硬件结构,提高调平精度和电机运行稳定性。

基于数字图像处理的经纬仪对心测量方法

以经纬仪对心为研究对象,使用CCD传感器采集位置图像并经图像处理测量出经纬仪对心偏差,驱动二维高精度电控位移台移动来实现自动对心。对经纬仪原光学对心镜系统进行了改造,研究了图像处理的方法,包括图像预处理和圆标记中心定位算法,采用了混合滤波和Sobel-Zernike亚像素边缘检测方法。仿真实验表明:基于图像处理的经纬仪对心测量方法弥补了对心需要反复操作的缺点,大大缩短了测量时间,测量精度也可以达到5.5μm。

经纬仪轴系伺服系统滑模控制仿真研究

在经纬仪轴系伺服控制技术优化的研究中,为保证经纬仪自动、快速、准确瞄准目标,传统的轴系控制多采用PID技术,但由于实际应用中存在摩擦、参数摄动、及不确定干扰等多种非线性因素,PID控制的精度难以满足测量要求。文中提出自适应反步滑模控制,引入反步的虚拟控制量重新设计切换函数,利用自适应算法估计不确定性的上界,运用非线性观测器计算摩擦干扰,可在抑制滑模抖振的情况下,提高系统控制精度。运用Lyapunov稳定性理论证明了控制系统的全局渐进稳定性和误差的收敛性。仿真结果表明,非线性因素作用下的轴系位置跟踪精度能够达到系统要求,证明了上述控制策略的有效性。

电子经纬仪轴系电机伺服系统

为实现电子经纬仪的自动化操作和轴系的自动转动,以缩短操作时间、提高测量精度为检验标准,设计了轴系电机伺服驱动系统。从电子经纬仪整体技术性能指标出发,采用硬件及配套软件相结合的研究方法,通过轨迹规划完成定位控制,对整个照准系统的设计进行了完善。以实例对系统的可操作性和测量精度进行了检验,实验结果表明:定位控制实验中,位置跟踪误差精度约为0.01°,平均误差控制在3″以内,且运行时间较短。该系统满足了经纬仪对轴系控制的设计要求,同时也为电机精确定位控制研究提供了思路。

基于积分分离PID的经纬仪轴系复合控制系统

轴系高精度驱动是实现电子经纬仪目标自动照准的关键技术,轴系电动机直流伺服系统的设计则是其重要环节。根据多回路伺服原理和校正设计方法,建立了经纬仪轴系电动机多回路复合控制系统的数学模型。其中,三闭环控制结构包括电流环、速度环和位置环,位置环采用积分分离PID控制方法,使系统的阶跃响应超调量仅为0.4%。同时,在三闭环结构基础上又引入了前馈反馈和负载力矩干扰补偿,构成了复合控制系统。Simulink仿真结果表明,提出的方法使该系统具备良好的响应速度和控制精度。

基于数字图像处理的全自动瞄准硬件设计

为利用数字图像处理技术实现导弹武器自动化瞄准,图像采集装置采用直接调焦方式实现自动调焦;综合考虑曝光时间、光圈大小、景深等对采集图像的影响,通过计算整体清晰度,选择最佳曝光值组合;在图像采集中进行预处理,提高图像质量,减小自动瞄准中图像处理的负担。

基于MTF辅助正焦判断的自动调焦搜索算法

针对传统爬山搜索算法受调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦的问题,提出一种基于调制传递函数辅助正焦判断的自动调焦搜索算法.该算法对爬山法进行改进,在选择图像清晰度评价函数基础上,同时考虑图像的调制传递函数值,综合判断搜索方向;采用改进的刃边法,在自动完成刃边区域选择的基础上,可精确计算图像的调制传递函数值,并给出了改进算法的原理和实现.为了衡量改进算法的性能,验证调焦系统成像效果,分别考虑搜索算法对不同调焦初始位置以及环境变化影响,在经纬仪自动调焦系统平台上展开算法的调焦实验分析.实验结果表明改进的自动调焦搜索算法能有效地排除局部极值干扰,使系统准确、可靠的调焦.

自然场景下自动瞄准中的标杆识别方法

利用图像处理软件实现瞄准的自动化。由于标杆图像背景复杂,采用颜色分割的方法。利用蓝色和红色分量比及红色分量特征将标杆像素分割出来,利用面积和周长等形状特征使图像中仅标杆像素有非零值。对原图像灰度化,在标杆区域内利用像素细分法最终精确平分标杆,实现标杆的自动精确瞄准。

步进电机细分控制函数修正方法研究

在步进电机超高分辨率细分驱动系统设计中 ,为了确保微步矩角的均匀性 ,需要对固化在 EPROM中的细分控制函数值进行修正。本文设计了一种细分控制函数自动修正系统方案 。

Web环境下的火工品感度虚拟仿真测试

应用WWW上的虚拟现实建模语言VRML,制作了可在Internet上应用IE和Netscape等普通浏览器进行交互操作的火工品感度虚拟仿真测试系统,对实现该测试系统的关键技术进行了论述。该虚拟仿真测试系统具有高度的真实效果,使操作人员如同在实地进行真正测试一样,是虚拟现实技术在万维网上的具体应用。

基于步进电机高精度细分的自动定位系统

某些精密机械设备需要进行精确定位，本系统是在利用原有部分仪器的基础上建立起来的、基于步进电机高精度细分的计算机自动定位系统。着重介绍了系统技术方案、方位偏差的测量与消除、以及步进电机高精度细分的实现。

基于网络的独立电缆网监控系统

针对某些重要的独立用电单位对供电网络高可靠性的实际要求,提出了一套基于Intranet网络的电缆网监控系统。该系统采用集散式监控模式,上位机完成系统监测与控制功能,下位机完成电缆的测试与故障定位,两者以Intranet网络进行数据传输。给出其基本原理、软硬件设计、数据库结构以及安全性设计。该系统在实验室条件下已经实现了正常运行。

基于Intranet的局域电缆网监控系统的设计与实现

针对某些重要的独立用电单位对供电网络实施高效监控的实际要求，提出了一套基于Intranet模式的局域电缆网监控方案，给出了其基本原理、软硬件设计、数据库结构以及安全性设计。该系统在实验室条件下已经实现了正常运行。