经纬仪最佳一致逼近多项式速度实时求解

利用经纬仪进行速度实时求解,一直是测控领域难题,为了提高经纬仪求解速度的实时性及高精度,激光测距光电经纬仪,在反复实验中,提出了一种最佳一致逼近多项式速度求解方法,即保证了速度实时性又保证了速度的精度。首先,利用单站经纬仪加激光测距获得目标空间位置,对激光测距信息采用改进的最小二乘法进行拟合滤波;然后根据求解速度模型,计算速度初值;在采用多项式逼近速度真值时,采用常规的表达形式会产生很大的计算误差,为了减少计算误差,多项式采用三次切比雪夫多项式组合的方式获得最佳一致逼近多项式计算速度函数;最佳一致逼近多项式速度函数使用三次有限差分方法识别速度野值,获得实时、高精度的目标速度值。激光测距经纬仪测速的指标包括实时性(延时<100 ms)和精度(误差<1 m/s)两个指标,把加载在无人机上的较高精度GPS的测速值作为比对值,采用多种算法计算目标速度,实验结果表明:高斯函数方法速度实时性好,但测量速度精度>1.5 m/s;卡尔曼方法求速度精度很好,但是因为用了大量的历史数据,速度值滞后;本文最佳一致逼近多项式法计算得到的速度,实时性好,延时50 ms;速度精度均方差为0.8 m/s,满足设备的指标要求。

漂浮基空间机械臂基于速度滤波器的鲁棒控制

讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,自由漂浮空间机械臂基于速度滤波器的姿态、关节协调运动鲁棒跟踪控制问题。系统动力学分析的结果表明,结合系统总质心定义得到的系统动力学方程为系统惯性参数的线性函数,而由动力学方程得到的控制方程系数也可以表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数。以此为基础,针对末端抓取载荷未知及仅有精确姿态、关节位置反馈的情况下,利用速度滤波器生成关节空间的伪速度,设计了基于伪速度的关节轨迹鲁棒跟踪控制方案。该控制方案的显著优点为不需要测量、反馈漂浮基的位置、移动速度、移动加速度和载体姿态及各关节铰的转动速度、转动加速度。系统的数值仿真,证实了方法的有效性。

控制力矩受限情况下漂浮基空间机械臂基于饱和速度滤波器的自适应控制方法

讨论了控制力矩受限且系统参数不确定情况下,载体位置不受控、姿态受控的漂浮基空间机械臂系统的智能控制问题.运用系统动量守恒关系和拉格朗日方程建立系统的动力学方程.针对控制力矩受限和机械臂末端爪手所抓持的载荷参数不确定的情况,设计了一种基于饱和速度滤波器的自适应控制方法.该控制方法运用自适应调节规律有效地克服了系统不确定参数对控制精度的影响;运用双曲函数限制控制力矩的幅值大小,使其更符合空间实际的要求.此外,速度滤波器的运用使得在控制过程中不需要测量和反馈系统的速度信号,从而使得控制更加简单易行.仿真结果证明了所提出控制方法的有效性.

利用速度滤波改善平面波分解与偏移

平面波叠前深度偏移是高效率的深度偏移技术,精确的平面波分解是平面波精确成像的前提。双曲速度滤波方法能有效地去除CMP道集τ-p变换产生的假频与噪声。本文提出了一种利用快速双曲速度滤波技术改善平面波分解与偏移质量的方法:首先对CMP域的τ-p变换进行Mitchell等的快速双曲速度滤波,然后将炮检距平面波拟合成炮域平面波,最后对拟合的平面波进行傅里叶有限差分深度偏移,从而通过改进平面波品质实现提高平面波偏移的精度。实际资料处理结果表明:速度滤波能够有效地滤除倾斜叠加产生的噪声,反射能量显著增强,同相轴更加连续,偏移成像剖面断点更加清晰,断层更加清楚。

基于扩展卡尔曼滤波的汽车质心侧向速度观测器

基于HSRI轮胎模型,建立了一种简化的、适用于实时运算的非线性轮胎力估计方法。推导了四轮两自由度汽车模型动力学方程。运用扩展卡尔曼滤波方法建立了汽车质心侧向速度观测器。汽车动力学综合仿真平台的仿真结果显示,采用非线性轮胎力估计方法能显著提高估计的精度。实车试验结果表明,该观测器估计结果的准确性和运算效率能满足DSC控制的要求。

基于径向基神经网络的速度滤波器

在实车采集的试验数据当中,速度信号对于分析车辆的整车性能、换档过程以及通过数据处理进一步求取加速度、冲击度等指标有着非常重要的作用。但是由于试验当中各种随机噪声的存在,因此必须在研究分析之前先对速度信号进行滤波。径向基神经网络能够任意逼近非线性函数的特性,给速度滤波提供了崭新的方法。利用径向基神经网络可实现自适应滤波,并应用于速度信号的去噪。仿真结果表明,该方法具有良好的非线性噪声抑制能力。

自由漂浮双臂空间机器人基于速度滤波器的惯性空间轨迹跟踪鲁棒控制

针对末端所持载荷参数未知的自由漂浮双臂空间机器人系统,提出了基于速度滤波器的鲁棒控制方法.利用拉格朗日方法进行运动学及动力学分析,建立了双臂空间机器人系统欠驱动形式的动力学模型.借助于增广变量法,证明了可将空间机器人系统的增广广义Jacobi矩阵及动力学方程表示为一组组合惯性参数的线性函数.在此基础上引入速度滤波器,设计了双臂空间机器人基于速度滤波器的惯性空间轨迹跟踪鲁棒控制方案.该速度滤波器可利用实测位置误差生成末端爪手的伪速度信号,有效避免了相关速度信号的实时测量与反馈.该方案的显著优点在于,不需要测量、反馈末端爪手的移动速度和加速度,同时有效消除了控制过程中的抖振现象.平面自由漂浮双臂空间机器人系统的数值仿真验证了算法的有效性.

基于角加速度滤波的柔性杆臂补偿方法

针对基于柔性杆臂传递对准方案中的杆臂加速度构建时,角加速度提取噪声大的问题,提出利用跟踪微分器求取角加速度信号,以补偿杆臂挠曲一体化模型中的杆臂加速度误差。通过将子惯导角速率及其跟踪的微分结果作为模型分量,进而推导建立了考虑柔性杆臂的传递对准模型。仿真表明基于角加速度滤波的方法可以获得平滑的角加速度信息,基于柔性杆臂补偿的传递对准模型,可以实现三轴安装误差估计精度平均提高22.3%,姿态失准角估计精度平均提高4.6%,所提出的方法具有一定的工程适用性。

一种高效的频率域正反τ-p变换算法与τ-p双曲线速度滤波

正确的点源记录数据平面波分解(τ-p 变换)的数值计算过程包括 Fourier 变换和 Hallkel 变换。文中对 Hankel 变换中的 Bessel 函数作一逼近后,给出一套在频率域买现正反 r-p 变换的公式。此过程可借助于二维快速傅氏变换(FFT)算法来提高变换的运算速度,其效率比时间域的普通倾斜叠加算法高达二十倍以上,且可大幅度地减少对计算机内存的需要量。我们将文中的高效正反τ-p 变换算法与τ-p 双曲线速度滤波(HVF)相结合,编制了一个在频率域实现的带 HVF 滤波的处理模块。理论合成记录与实际数据的处理结果表明,该方法对压制多种干扰及随机噪声十分有效。

一种雷达数据处理的速度滤波器

雷达数据处理的困难在于地物、海杂波、气象、干扰、噪声产生了大量的虚假点迹，对于航迹的快速自动起始，带来很大困难．本文通过目标的速度特性，采用滑窗式分类判定逻辑，快速自动建航，并根据输出自动调整建航起始逻辑，达到自适应目的．并在滑窗后级联多级滤波器，用以消除虚假航迹．

中值滤波的一种快速算法

目前数据处理中的中值滤波算法速度较慢,已不能满足三维勘探中数据处理对运算速度的要求。为此,提出了一种新的中值滤波快速算法。该算法从制约中值滤波速度的因素即排序次数出发,对传统中值滤波的算法进行了改进,将传统算法对每个窗口数据的排序改进为只进行一次窗口数据的完整排序。对各种算法运算量的对比得知,快速算法大大降低了排序时的比较次数和赋值次数,因而大大提高了运算速度,且数据量越大,快速算法的优势越突出。从地震数据体中取长度为10 000 000的实际数据进行了测试,新的快速算法在窗口长度为5时,滤波速度是传统算法的2.6倍;窗口长度为21时,滤波速度是传统算法的10.08倍。

没有吉布斯效应的高分辨率速度陷波滤波器

为压制或通过速度固定的相干能量,研究出一种新技术。与广泛应用的频率—波数(ω-k)域滤波法相比,这种技术既不出现空间假频也没有吉布斯效应。此滤波算子解析地设计成一个ω-k域的无限连续函数。当用反傅里叶积分变换转换到时—空(t-x)域时,它便变成一个离散短函数,且与ω-k域的无限连续函数具有相同性质。由于不需对滤波算子采样或截尾,困而没有吉布斯振荡被引入到算子的脉冲响应或滤波后的资料中。因为设计的相干能量滤波器有极高的速度分辨率和动态范围,它对于VSP资料中上、下行能量的分离及微屈多次反射的衰减极其有用。

整系数数字滤波器的设计

讨论一种既具FIR滤波器的严格线性相位 ,同时又有IIR滤波器计算量少的整系数滤波器的设计问题 ,并给出仿真结果 .

散斑干涉条纹Kaiser-Hamming窗口傅里叶快速滤波方法

针对加窗傅里叶滤波(WFF)对电子散斑干涉条纹滤波时间长的局限性,提出了一种基于二维Kaiser-Hamming窗口的傅里叶快速滤波法(KH-WFF)。首先,将Kaiser窗和Hamming窗组合,设计了二维Kaiser-Hamming窗口,然后将WFF中的Gaussian窗口替换为二维Kaiser-Hamming窗,去掉多余的非正交基函数从而减少时间复杂度。把KH-WFF和WFF应用到模拟条纹和真实条纹,结果表明滤波后的条纹光滑度,细节保护程度和保真度相差不大,都成功得到了连续性好的解包裹相位,而KH-WFF对实际应用环境下采集到的一副条纹的滤波速度是WFF的12倍。最后分析不同图像尺寸、窗口大小和频带宽下KH-WFF和WFF的执行速度,证明KH-WFF的时间复杂度更低。实验证明提出的方法在减少执行时间的同时也提供了几乎相同的滤波效果。

心电快速中值滤波器的设计

在分析传统中值滤波算法中影响滤波速度的关键因素的基础上,提出了一种相对快速非排序的中值滤波算法。并把这一算法应用到心电信号采集中。实验结果证明该算法滤波速度快,能够应用在如单片机这种运算速度相对比较缓慢的MCU中。给出的仿真结果表明该滤波器滤波效果优越、性能稳定。

自由曲面数控加工的实时自适应进给速度规划算法

自由曲面的数控加工程序通常由大量微小线段组成。在数控加工中,需要在提高进给速度的同时避免加工过程中的振动,因而必须对进给速度曲线进行约束和优化。本文提出了一种适用于自由曲面数控加工的自适应进给速度规划算法。通过对小线段加工路径几何关系的分析,估计出加工路径的曲率。在速度规划中,根据加速度约束对进给速度进行自适应调整,同时对尖角处的进给速度进行限制。为了获得平滑的进给速度曲线,采用限制加加速度的前瞻速度规划算法。开发了目标速度滤波器技术以减少速度波动及实时规划的负荷。实验测试表明,该算法可以实现自由曲面加工的实时自适应进给速度规划,实现高速平稳加工。

伺服系统中速度环的新设计

在自动控制系统中,能使输出量以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为伺服系统。在伺服系统中要使系统有良好的跟踪性能,速度环的设计尤为重要。本文首先给出了伺服系统中常用的两种控制结构;其次介绍了速度滤波器设计的新方法,该滤波器可有效抑制系统噪声;最后介绍了速度环控制器的设计。

考虑转速滤波的交流永磁同步电机位置伺服系统自抗扰控制

在高性能交流永磁同步电机伺服系统中,通常会将转速进行滤波后反馈。若转速反馈不考虑转速滤波的实际情况,系统性能必定受到转速噪声的影响,而考虑转速滤波会增加系统的阶数,使参数整定变得困难。为此,设计了一种考虑转速滤波的交流永磁同步电机位置伺服自抗扰控制系统,以表贴式永磁同步电机为例,建立转子磁场定向下的转子机械运动数学模型和机械角状态方程,将转速滤波考虑为一阶低通滤波器,建立转速状态方程,采用误差反馈控制律,构造转速环三阶扩张状态观测器,基于该观测器设计了转速环一阶自抗扰控制器;再以机械角状态方程为基础,构造位置环二阶扩张状态观测器,设计了位置环一阶自抗扰控制器。为了验证设计的可行性,在Matlab环境下搭建了交流永磁同步电机位置伺服自抗扰控制系统模型。仿真实验表明,考虑了转速滤波的交流永磁同步电机位置伺服系统的转速、交轴电流等波动明显减小,系统控制性能得到较大的提升。

基于椒盐噪声滤波算法的优化处理

提出了一种针对椒盐噪声滤波算法的优化方法。首先对椒盐噪声图像进行平滑预处理,将结果与椒盐噪声图像做差运算,当差值大于阈值则判定为噪声点;再利用椒盐噪声图像减去噪声像素点得到一幅未被污染的细节图像,利用滤波处理后的图像减去未被污染的细节图像得到噪声滤波处理后的像素点,然后将这些处理后的像素点与未被污染的细节图像镶嵌融合,实现在滤波过程中只对噪声像素点进行滤波处理。实验结果表明,相较于原椒盐滤波算法,优化算法对峰值信噪比提升了2dB左右;同时,优化算法对去核辐照噪声的滤波算法同样具有优化作用,优化处理所需时间小于0. 01 s,图像的保真率得到了提高。

地球物理技术在渤海C油田开发中后期的应用

本次研究基于油田开发后期普遍含水率高的地质现状,针对性采用匹配滤波地震速度谱、河流相储层构型分析、基于岩石物理理论基础的烃类检测方法,分别解决了渤海C油田低幅度构造刻画难、河流相砂体剩余油描述难、储层砂体含油气边界预测难的生产痛点,新增地质储量11150万方,实现了油田滚动扩边、精细挖潜的地质需求。