基于激光跟踪仪的俯仰角度测量方法研究

针对现有俯仰角度测量技术抗干扰能力弱、适应场景单一的问题,提出了基于激光跟踪仪的俯仰角度两种测量方法。一是通过测量点拟合圆的圆心角计算俯仰角,二是通过测量点构成直线之间的夹角计算俯仰角。结果表明:方法2的测量效果优于方法1,其非线性误差为0.051%,迟滞误差为0.019%,重复性误差为0.027%,总误差为0.061%。

基于目标方位角的俯仰角测量修正方法

针对二维天线在测量目标的俯仰角时,目标俯仰角的测量结果与目标的方位角以及俯仰天线倾角存在耦合的问题,提出了一种基于目标方位角的俯仰角测量修正方法.首先根据目标与俯仰天线的相对位置关系,推导了真实俯仰角与二维天线测量俯仰角和方位角间的关系;随后在俯仰向天线倾角一定时,建立了测量俯仰角与真实俯仰角以及方位角之间的修正模型;最后搭建试验平台,进行了试验验证.试验结果显示,对测量俯仰角进行修正后,俯仰角的修正值趋于标定值.

俯仰角对水平轴风力机气动噪声影响研究

由于俯仰角的存在,水平轴风力机在运行时可避免叶片与塔筒的碰撞,但这也对风力机气动噪声的产生及传播带来影响。为探究不同俯仰角对风力机气动噪声的影响规律,文章采用大涡模拟(LES)结合声学方程(FW-H)对不同俯仰角下的风力机声场进行数值模拟。模拟结果表明:随着俯仰角的增大,风轮输出功率先增大后减小,当风轮处在3°俯仰角时,风力机输出功率最大,能量有一个明显扩散,声压级整体有所上升,气动噪声上升幅度变大;存在俯仰角时,气动噪声沿轴向与展向的传播规律与未俯仰时相似,随着俯仰角的增加,最大声源位置从叶中向叶尖移动;A计权下风轮在3°俯仰角时声压级幅值增幅最小,因此3°俯仰角为最佳俯仰角。

水下热滑翔机垂直面运动的俯仰角自寻最优自抗扰控制

针对水下热滑翔机欠驱动系统的优化控制和能耗问题,提出一种自寻最优自抗扰控制方法。以已经建立成熟的热滑翔机数学运动模型为控制对象,将跟踪微分器(TD)和自抗扰控制(ADRC)理论相结合,预调整参考值补偿外部干扰,使所需的控制信号得到优化。将该方法用于水下热滑翔机运动过程控制,实现控制能耗的降低。结果表明,在仿真海洋环境下,运用该控制系统能够得到良好的稳定性、动态性能和自适应性。在保持和跟踪轨迹时,控制信号能耗更小。由于热滑翔机携带的能量有限,节省能量也就意味着增加续航能力。研究结果对于水下热滑翔机的海洋勘测等具有重要意义。

光热电站定日镜俯仰角驱动器失效原因分析

定日镜俯仰驱动设备是保证光热电站定日镜安全运行的关键设备。介绍了定日镜结构及其支撑组件,针对定日镜俯仰角驱动器失效问题,进行现场勘察与检测,分析锁紧原理,提出失效原因,包括生产工艺控制不严,锁紧结构设计问题,极端天气影响。同时提出定日镜俯仰角驱动器失效的现场应急处理方案和后续对策。

基于视觉着陆的无人机俯仰角与高度估计

为提高无人机(UAV)自主着陆的能力,提出了一种新方法,仅依靠视觉传感器数据,基于空时处理估计UAV的俯仰角和高度参数.构建双目立体视觉导航系统采集视频数据.利用Hough变换和RANSAC方法从单目图像序列中计算灭点;再利用灭点几何模型计算无人机着陆的俯仰角.基于双目图像序列,提取Harris角点进行特征点匹配,获取无人机的深度信息.联合无人机的俯仰角与深度信息,基于三维重建方法获得无人机的高度参数.根据UAV的运动规律,采用自适应卡尔曼滤波进一步提高UAV高度估计的精度.模拟实验结果表明,所提出的方法可以有效地估计UAV着陆的俯仰角和相对跑道的高度参数,而且算法具有较快的收敛速度.

用光测图像确定空间目标俯仰角和偏航角的中轴线法

提出了一种用电影经纬仪等光测设备获得的图像确定火箭等空间轴对称目标的俯仰角和偏航角的新方法——中轴线法 ;并对此方法进行了误差分析。此方法利用了目标图像上的大量信息 ,测量精度高。采用了间接的方法提取目标的中轴线 。

手提盘煤仪的动态俯仰角获取方法

手提盘煤仪盘点过程中俯仰角测量的准确性对盘点结果有重要影响,针对倾角仪在动态情况下,由于受到加速度影响使得测量俯仰角误差增大的缺陷,提出了一种利用盘煤仪测量的地面点云解算俯仰角的方法。本方法利用盘煤仪在俯仰变化情况下,激光扫描仪获得的水平地面点云在激光扫描仪局部坐标系中的形状特征,对每条激光扫描线中的地面点云进行最小二乘法直线拟合,将拟合直线的斜率进行反正切变换来获得动态情况下盘煤仪的俯仰角,并利用该俯仰角进行体积计算。实验结果表明,在静态情况下本文方法测量精度可达0.011°;在动态条件下,克服了倾角仪受加速度影响而测量误差大的缺陷;在实际体积盘点过程中,利用本文方法进行煤堆盘点,平均体积测量误差为0.8%。数据表明,本文方法相对倾角仪能更适合手提式盘煤仪动态条件下俯仰角测量,测量准确性优于倾角仪。

俯仰角组合测量系统的设计

利用准直激光、单轴倾角仪和CCD摄像机建立了一种俯仰角组合测量系统以提高俯仰角测量的精度和稳定性。首先,给出了俯仰角组合测量模型,基于坐标旋转算法和迭代方法研究了俯仰角的组合测量原理。然后,采用蒙特卡罗法对影响组合测量系统精度的各个因素进行了全局灵敏度分析。结果表明,与目前工程测量中普遍采用的倾角仪直接测量俯仰角法相比,组合测量法能够获得更高的测量精度和稳定性。利用高精度三轴转台进行的俯仰角测量实验表明:±8°测量范围内,组合测量法误差绝对值最大为0.3 mrad,标准差为0.16 mrad。理论分析和实验结果证明,提出的组合测量法有效地提高了俯仰角测量精度和稳定性,适合工程上的测量需要。

海面多径环境下雷达目标俯仰角测量提取的研究与应用

在单脉冲测角体制下,由于多径回波信号的干扰,极大地影响了雷达对低空目标俯仰角的测量。通过对多路径反射环境模型分析,同时考虑镜面反射和漫反射的干扰,得出了岸、海基单脉冲雷达低空目标跟踪时俯仰角测量误差的产生原因,将传统的多目标分辨算法(C2算法)与偏差补偿技术相结合应用于低角多径环境下偏轴跟踪目标俯仰角的测量,弥补两种算法各自的不足。在给定的测量环境下对不同高度目标进行仿真,得到良好的仿真结果,表明两种算法结合使用,可较大地提高低空目标偏轴跟踪俯仰角的测量精度。并将其应用于某型雷达对掠海巡航飞行目标测量数据事后俯仰角的提取,与雷达实时输出的俯仰角测量数据相比,验证了该算法的有效性和可实施性。

盾构俯仰角变化对盾构-土相互作用影响研究

盾构姿态改变过程中盾构-土相互作用是复杂的多相耦合问题。针对盾构俯仰角这一关键姿态参数,基于地基反力曲线,通过等效土体弹簧简化了盾构-土相互作用关系,从而建立了盾构-土相互作用模型。通过改进的Terzaghi松动土压力计算方法,解决了盾构-土相互作用初始边界问题。基于以上研究成果,得到了盾构俯仰角理论计算方法,并对垂直基床系数以及上软下硬地层等因素对盾构-土相互作用的影响进行了分析和讨论。结果表明:上软下硬地层不利于盾构姿态的控制,对于盾构姿态控制的要求更高。最后,结合济南地铁R2线盾构隧道工程对俯仰角的实测数据进行了对比分析,结果表明,由于千斤顶施加的偏转弯矩无法完全作用于盾构,导致实测值普遍略小于理论值。盾构俯仰角的理论计算方法可为盾构姿态控制提供理论指导。

C^2动态相位估计的偏差补偿算法--雷达低空目标俯仰角测量提取的研究与应用

由于多径回波信号的干扰,极大地影响了雷达对低空目标俯仰角的测量,且对低空目标俯仰角的闭环跟踪测量实现极为困难,通常采用偏轴跟踪技术。通过对多路径反射环境模型分析,同时考虑镜面反射和漫反射的干扰,得出了岸、海基单脉冲雷达低空目标跟踪时俯仰角测量误差的产生原因,将传统的多目标分辨算法(C^2算法)与偏差补偿技术相结合应用于低角多径环境下偏轴跟踪目标俯仰角的测量,由C^2算法代替偏差补偿算法的航迹滤波并且动态估计直射和反射路径的相位差,然后对单脉冲比进行补偿,弥补两种算法各自的不足。在给定的测量环境下对不同高度目标进行了仿真,得到良好的仿真结果,表明C^2动态相位估计的偏差补偿算法,可较大地提高低空目标偏轴跟踪俯仰角的测量精度。并将其应用于某次试验中对掠海巡航飞行目标俯仰角的事后提取,与雷达实时输出的俯仰角测量数据相对比,验证了该算法的有效性和可实施性。

雷达低空目标俯仰角测量提取的最大似然估计算法应用

在单脉冲测角体制下,由于多径回波信号的干扰,极大地影响了雷达对低空目标俯仰角的测量,实时测量很难达到靶场外弹道测量的精度要求。为提高低空目标俯仰角的测量精度,应用最大似然估计算法从雷达系统实时存储下来的视频信号中提取低空目标俯仰角参数。计算结果显示,最大似然估计算法可以显著改善俯仰角测量精度,为靶场试验决策提供依据。

自主飞艇俯仰角姿态动力学建模及控制

针对平流层信息平台-自主飞艇动力学特性与升降舵操纵角之间的非线性关系,建立飞艇俯仰角姿态动力学模型,将离散滑模变结构控制方法应用于飞艇的俯仰角姿态控制,从理论上证明所提控制方法对控制系统的渐近稳定性,而且有效削弱了跟踪误差轨迹在滑动过程中的抖动现象,增强了控制系统的鲁棒性,计算机仿真实验不仅表明所建立的飞艇俯仰角姿态动力学模型是正确的,离散滑模变结构控制方法适于飞艇的俯仰角姿态跟踪误差的控制,而且验证了对本文提出的控制方法的理论分析.

大俯仰角时的潜艇目标强度研究

大俯仰角时的潜艇目标强度是自顶向下攻击的水中兵器所需要的重要目标特性数据,而该类目标特性数据难以测量。为此,以多亮点模型为理论基础,通过仿真方法研究了大俯仰角情况下的潜艇目标强度。从研究结果可知,在正横方位上,潜艇目标强度与俯仰角无关;在其他方位上,当照射角相同时,俯仰角越大,目标强度值也越大;当俯仰角为90°时,潜艇的目标强度与声波的照射角无关。研究结果与潜艇的物理结构特性相吻合,对水中兵器的科研与试验具有一定的参考价值。

地球站天线方位/俯仰角严密计算方法的研究

针对目前存在的地球站天线方位和俯仰角计算公式不严密的问题,首次从大地测量学的角度详细推导出了它们的严密计算公式,并与现有计算公式进行了对比,指出了现有公式的不足之处;另外对方位基准的测量和建立方法进行了简要介绍。

基于H_∞控制的飞机俯仰角控制系统设计

将H∞控制理论应用于飞机俯仰角控制系统的设计。首先,按照干扰抑制原理将控制系统的设计转化为H∞标准控制问题;然后,通过选择适当的加权函数构造出广义的被控对象;最后,采用Matlab的鲁棒控制工具箱求得俯仰角控制器。频域分析和时域仿真均表明,所设计的控制系统具有较好的标称性能和鲁棒性能。

自主飞艇俯仰角动力学建模及其尾翼结构参数的确定

针对特定结构的平流层信息平台—自主飞艇 ,分析了影响飞艇俯仰角姿态变化的各个作用力 ,建立飞艇俯仰角姿态动力学模型 ,在此基础上确定出适合飞艇工作特点的尾翼翼型 ,从力学平衡原理、能耗最小原理及边界条件出发 ,提出了一种估算飞艇尾翼结构参数的方法。进行的数字仿真实验验证了所建立的飞艇俯仰角姿态动力学模型的正确性及文章提出的尾翼结构参数确定方法使得飞艇在动力学特性上具有的优点。

准平行机构实现机载导弹俯仰角的控制

提出一种准平行机构控制导弹离机俯仰角的新方法。建立了弹射装置的数学模型和仿真程序,求得弹射装置的动力学参数随时间的变化规律。最后分析了准平行机构杆长和导弹惯性负载对导弹离机俯仰角的影响。

基于矢量传感器扭曲声波方位角和俯仰角估计

由于幅值和相位扭曲声波到达单个矢量传感器时仍能保持空间一致性,基于单个矢量传感器,采用计算有效的子空间技术,提出了一种幅值和相位扭曲水下声波的方位角和俯仰角估计算法。分析了影响算法性能的因素,并针对单个矢量传感器接收的信号波形具有扭曲幅值和扭曲相位的情况,推导了方位角和俯仰角估计的CRB(Cramer-Rao bound)。数值仿真表明算法对信号的振幅和相位扭曲具有很强的鲁棒性。