激光陀螺腔长控制镜改进设计

腔长控制镜影响激光陀螺谐振腔的光束形状、光强等参数,是制约激光陀螺精度提高的重要因素之一。减少激光陀螺腔长控制镜的位移扭偏,提高腔长控制镜的环境耐受性,能够直接改善激光陀螺的性能。通过研究激光陀螺腔长控制镜的基本机理,分析了腔长控制镜单筋方案和双筋方案的典型结构和特点,给出了提高反射镜抗扭偏能力的设计方法,设计并实现了新型双筋腔长控制镜结构。改进的腔长控制镜仅由3种零件、2种材料构成。经过仿真分析和试验验证,设计的腔长控制镜可以有效抵抗反射面的歪斜扭偏,在-50℃～+70℃工作范围内,抗扭偏能力提高5～10倍,同时实现了低成本和高稳定性。

激光陀螺腔长控制镜结构特性有限元分析

为研究激光陀螺腔长控制反射镜结构参数对其性能影响,提出了建立腔长控制镜弹性、压电体耦合有限元模型并进行直接耦合场有限元分析的方法。通过编制ANSYS有限元软件宏文件,实现有限元模型与结构尺寸的自动同步。对某型激光陀螺腔长控制镜仿真计算表明,反射镜环槽内外径以及变形筋的厚度对其光程调节能力影响最大,并在此基础上实现了该型控制镜的优化设计。实验表明该方法对激光陀螺腔长控制镜的结构设计具有一定的指导意义。

用C8051F120单片机实现激光陀螺小抖动稳频

介绍了C8051F120单片机的主要性能特点及其在激光陀螺稳频控制器中的应用。利用单片机定时器2的输出功能实现了激光陀螺的小抖动稳频。给出了该控制器的硬件结构和软件结构,并对实验数据和结果进行了分析。结果表明:该控制器在有效减小系统体积的情况下基本达到了预期的要求。

激光陀螺腔长控制机构研究与改进

腔长控制机构在激光陀螺中通过控制腔长来保证激光陀螺工作光束的频率稳定,其对激光陀螺性能的提高有着重要意义。针对激光陀螺工作过程中,传统腔长控制机构的控制镜扭偏导致光束在腔中的位置偏移毛细孔的中心位置,引起腔内的散射、损耗发生变化从而影响陀螺性能及精度的问题,对激光陀螺腔长控制机构进行了研究,并设计了一种新的腔长控制机构以减小控制镜的扭偏对陀螺产生的影响。利用有限元分析法对新腔长控制机构进行了优化设计和仿真。试验表明,新的腔长控制机构减小了控制镜的扭偏,使得激光陀螺的零偏稳定性由0.7°/h提高至0.3°/h。

HRB：基于环状层次结构的应用层多播协议

本文设计了一种新的应用层多播方案（HRB），提出层次多环的叠加网结构模型．该模型采用区间划分技术，在叠加网上建立传输拓扑转发数据；并且根据地理位置信息，将端系统组织到不同的环状拓扑中进行管理以减轻主干网络的链路压力．仿真结果显示，该方案在控制负载、带宽利用率、物理网络的链路压力以及路径长度方面存在优势．

五坐标数控加工的理论误差分析与控制

对五坐标曲面加工中由离散线性运动逼近理想刀具轨迹所引起的理论加工误差进行了较严格的分析。基于五维线性包络运动分析，得出了适用于多种类型刀具的加工误差估计的通用表达式。该误差是三维意义下较严格的刀具包络成型误差，综合考虑了零件表面的局部几何形状、刀具的形状尺寸与刀轴控制参数、走刀进给方向、机床旋转／摆动机构参数以及走刀步长的影响。在此基础上，分析了减小加工误差的措施，给出了能较严格满足给定精度要求的走刀步长估计算法。

通过影响高度多路径质量控制改进热带对流层低层GPS掩星资料同化效果

与观测气象、电离层和气候的GPS卫星计划COSMIC-1相比,COSMIC-2有更大功率的GPS接收天线,高2倍的采样率(100 Hz),小3倍的轨道倾角(24°)。因此,COSMIC-2和未来小卫星将为热带地区提供前所未有的大量无线电掩星观测资料。因为热带对流层低层水汽含量高,折射率有局地大梯度,违背大气球对称性假定,造成影响多路径现象,所以热带地区的掩星资料同化具有较大挑战性。本文首先利用之前研究中提出的影响参数多路径质量控制方法,去除热带对流层低层弯角模拟中出现影响参数多路径现象的资料,然后使用有限射线长度二维(2D)路径追踪观测算子和一维(1D)Abel变换观测算子,进行GPS弯角资料同化。结果表明,如果射线路径限制在离近地面点±300~400 km的水平距离以内,有限射线长度2D路径追踪观测算子得到的弯角模拟与2D射线追踪观测算子得到的弯角廓线之差不仅无偏,而且其标准差远比1D Abel的弯角模拟精度高。此外,无论采用1D Abel变换还是有限射线长度2D路径追踪观测算子来模拟弯角,影响参数多路径质量控制方案都能进一步改进GPS掩星弯角资料同化和预报精度。

影响大型复杂机械钢结构系统可靠性的因素分析

以结构力学为理论依据,以有限单元法为基础,借助和参考有关有限元程序设计方法,按照结构系统可靠性失效模式分析的要求,采用编程语言研制成功基于有限元的可靠性分析软件RAPS(Reliability Analysis Program of Structure based on FEM),运用该软件对立体车库钢结构的可靠性进行具体的分析;对判定结构系统失效与否的失效准则进行讨论和分析,并针对立体车库钢结构,得出合理的失效准则和系统可靠度的计算方法;通过实例说明约界参数CAP、失效路径长度和系统复杂程度对失效准则和系统可靠度结果的影响。

基于弧长预瞄的车辆侧向跟踪控制研究

为提高基于预瞄理论的路径跟踪控制算法的计算效率与适应性,本文中在预瞄最优曲率模型的基础上,提出了一种依据车辆实际行驶路程获取预瞄点侧向位移的弧长预瞄方法。并在该方法下,推导了预瞄点侧向位移与车辆前轮转角之间的关系,之后通过侧向跟踪闭环系统方框图,建立了路径跟踪的侧向控制模型。最后,在CarSim/Simulink联合仿真环境下,通过建立若干典型仿真工况,对该模型的有效性和人-车-路闭环系统转向盘稳定性影响因素进行了仿真分析。结果表明,该方法在侧向路径跟踪控制方面具有跟踪精度高、计算速度快和适应性好的特点。并且,当闭环系统同时满足期望路径点方向连续和预瞄距离大于临界前视距两个条件时转向盘趋于稳定。

激光陀螺稳频精度对比例因子的影响研究

激光陀螺比例因子的修正量是其一项重要的误差源,为深入研究此修正量的实际大小,文章针对某型激光陀螺进行了理论计算及实验验证,得到了比例因子在不同腔频下的调谐曲线。实验数据表明,对比例因子精度要求不超过1×10-7时,则稳频的影响比较小,这对稳频电路的设计具有一定的参考意义。

一种窄带主动噪声控制系统次声学路径建模技术

本文针对最大长度序列相关(Maximal Length sequence Correlation,MLC)建模技术在窄带主动噪声控制系统次声学路径建模的应用中,系统性能易受窄带信号影响这一不足,提出了一种改进的MLC(MMLC)次声学路径建模技术。具体地说就是采用一个自适应预测滤波器来预测和消除MLC技术中的窄带干扰,并用一个补偿滤波器来修正由预测误差滤波器引起的训练信号成分失真。计算机仿真表明,MMLC算法能有效克服窄带主动噪声控制系统次声学路径建模的窄带信号影响,具有较高的建模精度。

基于路径拟合长度优化的RRTs算法的可控探针路径规划研究

柔性探针的路径规划问题始终面临着挑战,一方面由于柔性探针仅有几种特定的穿刺模式,对规划的路径有特殊的要求;另一方面由于人体生理结构的复杂性,出于安全性考虑,要求规划的路径有一定的避障能力同时要尽可能减少路径长度以减少损伤程度.基于可以获取多种弧线穿刺轨迹的可控探针,按照上述要求,提出了进行路径拟合长度优化的改进RRTs算法的路径规划方法,在RRTs算法的基础上,在随机搜索不断优化已获取路径的过程中进行路径拟合和长度优化,直到满足迭代条件获取长度优化路径.通过仿真研究可得,相较于RRT算法,路径长度缩短了21%,单条路径搜索时间缩短了88%.结果验证了该算法对于路径规划长度优化的优越性.

移动自组织网络中基于节点平均队列长度的拥塞检测路由改进协议

移动自组织网络中,由于节点的有限电量、动态性和拓扑的频繁变化等挑战,可能在任何中间节点发生拥塞,进而导致高丢包率、长延迟和资源的浪费。提出一种动态拥塞检测方法,其基于节点上平均队列长度。节点检测当前的拥塞程度,并对其邻居发送一条警告消息。然后邻居尝试寻找一条到达目的的无拥塞替代路径,确保MANET内可靠的通信。仿真结果表明,所提方法表现出更好的性能。

风干扰下基于变船长比的无人水面艇路径跟踪方法

针对无人水面艇在路径跟踪过程中易受风环境干扰的问题,建立了风环境下无人水面艇的运动数学模型,提出一种用于抵抗风干扰的直线路径跟踪方法;首先,基于视距导航原理,设计了跟踪期望航向角的PD控制器,通过融合路径方向,距离偏差及船长比等信息,实时调整左右两侧推进电机的控制电压,实现无人水面艇直线路径跟踪;然后,针对不同船长比对直线路径跟踪的影响,采用模糊控制方法,设计了以跟踪过程中的距离偏差和距离偏差变化率为输入,以船长比为输出的模糊控制模块,对船长比进行自适应调整,以提高控制器的抗风干扰性能;仿真结果表明,所提方法可减小风干扰作用下的跟踪静差,较之传统单纯PD控制方法,抵抗风干扰的能力得到提高。

程长控制镜温度效应及耦合场分析

程长控制镜是保持环形谐振腔腔长稳定的重要器件之一,温度变化引起的热形变直接影响环形谐振腔的光路形状和光束质量。首先利用ANSYS软件建立了程长控制镜的有限元仿真模型,分析了不同温度条件下程长控制镜的温度场及耦合场,得到了程长控制镜反射镜面中心形变量云图,对变温条件下程长控制镜反射镜面中心形变规律进行了研究,得到了反射镜面中心形变量与温度的关系函数。然后,通过扫模实验和温度实验验证了有限元模型的正确性,计算相对误差为2.5%。最后,仿真分析了程长控制镜各个部件导热系数、杨氏模量、线膨胀系数的影响规律。不同材料参数下,导热系数以及密度对形变量影响较小,杨氏模量和线膨胀系数对形变量影响较大,形变量与杨氏模量成反比,与线膨胀系数成正比。本文首次研究了常温、高低温及变温条件下程长控制镜的温度场和耦合场,并对材料参数的影响规律进行了定量分析,研究结果对程长控制镜的材料选择与优化设计有一定指导意义。

基于LabVIEW的压电陶瓷特性测试

结合激光器稳频中的小抖动稳频原理,通过检测激光光强以选择合适的工作频率点,提出了基于LabVIEW编程和NIPCI数据采集卡的对于压电陶瓷微位移驱动器的谐振频率、幅频特性、相频特性等研究的方法,实现了对压电陶瓷相关特性的测试。

环形锻件超声波自动C扫描检测中的水声距自动修正方法

简要分析了水声距变化引起检测结果异常的原因,结合转台喷水式超声波C扫描检测系统的特点,利用超声检测仪第一界面回波实时测量水声距,并作为反馈值对运动机构进行闭环控制,自动跟随水声距,同时采用样条插值技术实时拟合DAC(距离-波幅)曲线,修正由于机械机构动作延迟和间隙引起的水声距的微小偏移。利用上述方法对存在大于1.2mm当量缺陷的环形锻件进行了检测试验。结果表明:采用水声距自动修正方法的检测结果的信噪比明显优于未进行修正的结果,缺陷清晰可辨,对同类检测系统的研制及应用具有实际参考意义。

深厚砂砾石覆盖层上平原水库空间组合渗流分级控制方案

针对深厚砂砾石强透水覆盖层上平原水库提出"坝坡斜墙铺塑+库盘水平铺塑+混凝土防渗墙"空间组合渗流分级控制体系。以河西走廊冲洪积戈壁平原灌区某碾压均质砂砾石坝为例,利用Seep/w模块通过饱和-非饱和渗流计算研究了6种渗流控制方案,以坝体渗流量、出逸坡降、浸润线标高、坝体平均渗流坡降等作为控制参数评价了方案的有效性。结果表明,基于莱茵法学术思想采用坝基水平铺塑和垂直防渗墙等渗径长度法设计坝基正交防渗体系,在减少渗流量和渗透坡降方面优势互补,可显著提高防渗的可靠性和经济性。

激光陀螺新型光路程长控制镜的研制

爪盘结构程长控制镜由于其稳定性好等优点,已越来越广泛地应用于激光陀螺的腔长控制,但这种只有程长控制能力的控制镜,对陀螺腔体变形等原因引起的谐振光路变化却是无能为力。通过分析该类腔长控制镜的特点,提出了一种新颖的具有角度控制功能的光路程长控制镜。在原有的控制镜上增加一组角度控制部件,使其不仅有程长控制功能同时还具备了光路控制功能的方法,设计了新的槽片及角度控制元件,研制出了高性能的光路程长控制镜。系统地对控制镜的性能进行了测试。结果表明,它不仅稳定性好(陀螺使用温度范围内最大歪扭变化量小于0.3″),而且灵敏度高(大于0.1″/V)。

激光陀螺克服高、低温冲击的技术研究

分析了激光陀螺在经历外部环境温度变化时光强和性能发生变化的原因,提出了利用新型腔长角度控制镜(光路程长控制镜)的角度控制元件作为驱动器件,应用类似小抖动稳频的原理对激光陀螺环形光路进行闭环控制,并通过对各光路控制单元采取分时控制的办法解决了光路稳定过程中的调制信号的冲突,使激光陀螺在环境变化时始终保持其光程长和光路相对位置的稳定从而保证其性能的稳定。实验结果表明,对原来在全使用温区(-40℃^+60℃)光强变化达30%甚至只要有光的,通过光路稳定措施可将光强稳定在±3%以内,对于有些在高低温时不能出光的,也可以达到可使用的光强稳定水平。较好地解决了许多激光陀螺难以克服的耐高、低温冲击问题。