准坐标系下的弹性飞行器飞行动力学建模

结合有限元思想和拉格朗日方程推导了准坐标系下的弹性飞行器飞行动力学模型,与通常采用的平均轴系建模方法相比,该方法克服了变量难在相同坐标系下表示等缺点,而且该模型包含了自由度之间所有的耦合,能够更充分的反映刚性自由度与弹性自由度间的交叉耦合特性,更全面的从本质上体现飞行器结构动力学、空气动力学以及飞行动力学这种多学科之间相互影响的非线性飞行动力学特性。该动力学模型可用于弹性飞行器非线性稳定性分析、弹性飞行器飞行动力学与控制理论分析等。

手术导航中空间坐标系配准与注册研究

目的手术导航精度对手术的效果有着至关重要的影响,笔者研究了影响导航精度的因素,包括标志点的选取方法和注册算法。标志点的选取影响配准中两个空间相同目标点的选取,而注册算法影响利用这两组点进行空间配准的精度。方法首先分别阐述了在注册过程中基于点匹配和基于点云的迭代最近点(ICP)匹配点选取方法和注册算法,随后对它们的特点与原理进行分析,比较了其优缺点。提出一种基于点匹配的系统注册方法结合四元数坐标系配准方法,并通过实验验证该方法在将手术空间和图像空间配准时符合手术导航精度要求。同时,分析了这种系统注册方法将来存在的问题和研究方向。结果利用光学导航仪追踪注册模具上的反光球,得到模具内乒乓球的球心坐标,而后在CT图像中获取乒乓球的球心坐标,在Visual Studio中验证两组点的配准,实验结果表明误差在科学可接受范围内。结论这种新的系统注册模具可以用于手术导航注册,结合四元数法精度是符合手术导航精度的。

完整力学系统准坐标下运动方程的形式不变性

对称性方法是寻求守恒量的近代方法 .形式不变性是一种新的对称性 .研究完整力学系统准坐标表示的运动微分方程在群的无限小变换下的形式不变性 .给出形式不变性的定义和判据 .研究形式不变性导致守恒量的条件 。

采用改进子域模型的表贴式永磁游标电机磁场解析计算

针对传统子域解析方法在计算气隙谐波磁场丰富的表贴式永磁游标电机磁场时,出现系数矩阵维数高、计算过程复杂的问题,提出了一种改进的子域解析模型。该模型通过坐标变换,将各子域矢量磁位在二维极坐标系下的拉普拉斯方程或泊松方程变换为准笛卡尔坐标系下的方程形式,利用分离变量法计算各子域矢量磁位方程的通解,根据边界条件计算待定系数,以双曲函数的形式表示各矢量磁位的解析解。计算了空载反电动势、气隙磁密和电磁转矩,与传统子域解析方法、有限元法计算结果进行对比。仿真结果表明:改进子域解析方法与有限元法的相对误差均小于1%;与传统子域解析方法相比,空载反电动势、气隙磁密和电磁转矩计算精度分别提升了1.7%、0.87%和3.66%。实验样机的空载反电动势计算波形和测试波形也基本吻合,验证了该方法的有效性和可行性。

人体下肢肌肉功能模型参数研究简介

从生物力学角度看,定量评定肌肉对关节所产生作用的模型,称为肌肉功能模型。 肌肉功能模型的主要内容为肌肉附着点(肌肉起止点、代起止点)、关节中心的标记及其定量资料,以及环节基准坐标系的建立;肌拉力线的确定。

一种改进的航空重力测量数据处理方法

目前的航空标量重力测量系统主要是在当地坐标系下求解重力垂向分量,该方法涉及厄特弗斯改正,却没有考虑垂线偏差的影响。改进方法在准惯性坐标系下求解重力观测量,给出了一个计算重力值的改进公式,避免了经典方法中的近似处理,从理论上完善了航空重力测量数据处理方法。实例验证了改进方法的正确性,并显示经典方法中的近似处理在实验区域内产生了亚mGal级的误差,这个误差在利用1/60s以下的截断频率进行低通滤波后基本可以忽略。除了理论上对经典方法的改进,改进方法还提供了确定扰动重力水平分量的公式,经过细致的数据处理后其精度可达mGal级。

扫描平面激光空间定位系统测量网络的构建

为了提高先进装备制造过程中大型工件测量与定位的精度与效率,构建了扫描平面激光空间定位系统测量网络,研究相应的坐标系配准技术以充分融合各测站的信息。结合单系统的单发射站基于旋转平面激光自动测角和双发射站交汇测量原理,提出了基于刚体重心基准的坐标系配准算法,将各单系统的测量数据有效整合,实现测量网络的构建。搭建了由4个发射站组成的多系统测量网络实验平台,整体测量精度达到0.1 mm以下,显著优于单系统。测量网络有效解决了单系统不通视、精度低的问题,拓展了量程,提高了测量效率,增强了冗余性和可靠性。

利用POM和DLG数据的矢量地理PDF地图快速制作

矢量地理PDF(portable document format)地图具有数据量小、通用性强等特点,是一种具备查询、量算等功能的新型电子地图,其应用需求和前景广阔。单纯利用数字线划图(digital line graphic,DLG)数据,通过符号化和制图编辑等处理制作矢量地理PDF地图的过程持续时间长,工作量大。充分利用已有的地图制图成果来快速制作矢量地理PDF地图,避免影响已有的制图生产工序流程,对提高矢量地理PDF地图生产效率具有重要意义。提出了一种矢量地理PDF地图制作的方法,利用出版原图(publication originals of map,POM)与DLG数据,通过数据预处理、地图坐标系统构建、数据聚合处理与压缩流程,快速生成矢量地理PDF地图。该方法省略了符号化和制图编辑处理流程,经试验验证,制作矢量地理PDF地图的效率高,成果数据量较POM和DLG数据总量显著压缩,适用于DLG和POM数据源条件具备的矢量地理PDF地图大规模快速生产。