滚仰式光电吊舱地理导引实现与误差分析

为了提升地理导引精度和成功率,根据滚仰式光电吊舱的结构特点,通过建立坐标系统、目标坐标求解和框架角解算三个步骤,完整构建了地理导引的数学模型,并在此基础上引入了速度前馈和小区域搜索模式。同时,对受惯导测量误差和目标距离影响的框架角解算误差进行了数据仿真。结果表明:经纬误差和航向角误差对俯仰角的解算误差影响较大;而高程误差和水平姿态角误差则对横滚角的解算误差影响较大。提升惯导的定位精度,可进一步减小框架角解算误差,从而提升地理导引精度,而当航向角<0.1°,水平姿态角<0.05°时,姿态角误差的影响权重会变小,再通过减小姿态角误差提升导引精度的作用已不明显。随着目标距离的增大,框架角解算误差会急剧减小。最后进行了导引试验,其俯仰、横滚角均方差均小于0.12°,表明了算法的准确性和仿真分析的有效性。

反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定误差分析

为满足各类装备平台对反射镜式光电系统光路内嵌复合轴高精度稳定的需求,针对实际研制中各类误差源相互耦合难以控制的难题,文中基于反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定的原理,从理论上分析了快速反射镜角度与瞄准线角度关系线性化、陀螺和快速反射镜安装正交性误差以及快速反射镜测角精度对系统瞄准线稳定误差的影响,建立了瞄准线稳定误差与上述影响因素之间量化数学模型,并根据量化模型开展了计算仿真实验。仿真结果表明,在瞄准线稳定误差要求为2μrad级别时,快速反射镜角度与瞄准线偏转角度关系不能采用简化的线性化处理,陀螺安装误差应小于0.005 mrad,快速反射镜的安装误差应小于0.003 mrad,快速反射镜的测角精度应达到0.001 mrad。在实际应用中,在保证快速反射镜测角精度的基础上,应对陀螺和快速反射镜安装误差进行校准补偿,确保陀螺和快速反射镜安装误差产生的瞄准线稳定误差绝对值之和小于瞄准线稳定精度要求。

绝对式纳米时栅传感器栅尺污染误差分析与抑制方法研究

针对服役状态下油污降低位移传感器精度和可靠性的问题,本文基于绝对式纳米时栅传感器,开展了栅尺油污污染误差分析与抑制方法研究。首先阐述了绝对式纳米时栅传感器测量原理;其次建立了栅尺油污污染的数学理论模型和电场仿真模型。通过理论和仿真分析表明:均匀油污污染对传感器没有影响,非均匀油污污染主要引入一次谐波误差,并且误差随着污染油污的厚度和宽度的增加而增加;最后搭建实验平台验证了以上理论分析的正确性。同时提出差动结构,有效抑制了一次谐波误差,提高了传感器抗污能力。研究油污造成的误差影响对提高传感器环境适应性有重要意义,同时也为提高传感器长期可靠性和增强环境适应性提供了理论基础。

电池储能系统绝缘电阻检测方法误差分析

电池储能系统绝缘电阻检测对电池储能电站的安全运行至关重要。为了解决常用的平衡-不平衡电桥法测量误差较大且有随机性的问题,建立了平衡-不平衡电桥法的计算机仿真模型,研究了绝缘电阻检测的误差影响因素。从电压测量误差偏置和电压测量精度2个方面对绝缘电阻检测误差的影响进行了分析。针对正母绝缘降低时的测量范围不宽和测量结果不准确的工程实际问题,对平衡-不平衡电桥法进行了改进。提出了电桥电阻如何选型的理论依据和具体方法。针对正负极绝缘同时降低时测量的准确性较差,存在绝缘监测死区的问题,利用仿真模型绘制出的三维曲面图进行分析,提出了可变阻值切换桥法,该方法可有效增加该工况下的检测准确度。最后工程现场的实际测试验证了误差分析和参数选型的正确性。该研究成果对电池管理系统绝缘监测功能的设计和参数选型提供了参考和理论依据。

指针式压力表测量精度评价及误差来源分析

为了确定指针式压力表在日常使用过程中可能存在的误差及其来源,提高测量结果的准确性,本研究将测量系统分析(MSA)与正交试验设计相结合,应用于压力表的精度评价与误差分析。通过测量数据的重复性和再现性分析,确定系统存在一定误差。采用正交试验设计的方法进一步探究误差来源,通过改变测量人员、水平读数角度、垂向读数角度进行试验,结果表明,测量人员对测量结果影响较大,其次是水平读数角度,垂向读数角度影响最小。针对压力表的误差来源,提出应规范操作流程和正确安装压力表位置以减小测量误差。

机器视觉系统中光源位移误差分析与优化

为了采集多类型工况的图像,扩大神经网络的学习样本。改变光源的高度能显著影响图像的差异,为此对影响光源位移准确度的步进电机和驱动结构进行误差分析并提出对应的优化补偿方法。经由对四台步进电机所需负载分析研究,建立负载模型,优化负载驱动电路。针对传动结构中轴心定位误差以及丝杆应力的干扰分别设计优化方案并完成对整体方案的验证。实验表明优化方法能有效地减小装置误差,四组传动丝杆的定位精度分别提升了88.896%、98.336%、45.081%、31.479%,优化效果明显,为图像采集提供位移精度保证。

网孔式衰减器误差分析

网孔式衰减器是中性度优良且耐辐照能力强的光衰减器,其通光小孔的密度决定了制造成本和使用时的衰减偏差,但成本和偏差是一对矛盾,设计衰减器时必须优选孔密度。为了选择最佳的网孔设计,文章提出了随机函数模拟光源穿过衰减器的误差分析方法,通过大量模拟计算,得出等效孔数与最大偏差的近似关系,解决了网孔式衰减器的优化设计问题。

具有自检功能的智能SF_(6)气体密度监测用软测量模型误差分析

对已有的SF_(6)气体密度检测建立软测量模型,根据误差传递原理,完成理论分析和解析推导,得到相应的误差估计解析不等式。结合SF_(6)气体在全密封电器中的压力和温度常用的工作范围,进一步确定了软测量模型误差估计不等式中的误差传播系数值,得到了可以用于软测量模型误差估计的解析公式。基于该公式分析了密度继电器产品准确度设定和准确度应用的合理性,证明了该软测量模型及其误差估计公式的有效性。SF_(6)气体密度软测量模型与误差估计方法及其误差估计不等式,可以在免维护智能SF_(6)电气设备传感、监测、校准和诊断类仪器仪表、装置及系统的技术发展过程中发挥重要的指导作用。

利用假设检验方法开展物理实验误差分析

误差分析是物理实验数据分析过程中的一个重要环节.基于统计学中假设检验的思想,利用统计学软件IBMSPSS,将T检验的方法运用到大学物理实验的误差分析中,运用概率来说明系统误差影响的大小,提出了物理实验的误差分析方法.最后,以圆柱体直径的测量实验为例,开展了误差分析,说明了利用假设检验开展误差分析的具体流程.

基于动态基准误差分析的多作动器协同调平控制方法

多作动器系统在调平控制中存在误差累积问题,需提出一种协同调平控制方法来解决该问题。通过案例详细分析了多作动器协同调平的原理和实施步骤,验证了所提出的多作动器协同调平控制方法的有效性。研究结果对进一步提高系统的调平性能和稳定性具有重要理论和实际意义。

直线拟合椭圆轮廓曲线数控加工误差分析

数控编程中,不仅要关注程序语句逻辑正确,还要关注加工精度问题。用直线拟合法编制椭圆轮廓数控加工程序时,首先要计算逼近误差,然后根据逼近误差确定各节点步距。通过数学推导,得到等间距和等角度直线逼近椭圆轮廓曲线时的逼近误差计算公式,可用于编制椭圆轮廓数控加工程序时确定循环语句或条件跳转语句的步距,提高椭圆轮廓加工精度。给出了确定步距的一些技巧。

CMA-MESO模式对“21·7”河南特大暴雨的预报评估与误差分析

为分析CMA-MESO模式对2021年7月19—21日河南特大暴雨的预报性能,除了常规观测资料,还利用雷达和卫星非常规观测资料,对模拟回波和云产品开展传统和新型空间检验,以揭示对流风暴和中尺度对流系统(MCS,基于卫星红外通道)的模式预报偏差细节,并从降水形成的水汽、动力、触发和维持机制等角度分析模式误差产生的原因。结果表明:模式能较好预报雨带形态、弱回波持续时间以及主要降水发生前期和后期MCS的面积和强度演变趋势;模式偏差主要体现在低估了降水强度且未报出郑州站极端小时降水,错报主雨带小时降水演变,严重低估了对流风暴和强对流风暴的持续时间,未能报出午后MCS面积陡增的变化趋势且MCS位置预报偏西、偏北;模式降水偏差的原因主要在于水汽的模拟,模式水汽垂直分布不合理,对台风烟花和查帕卡的水汽输送均偏弱,而水汽输送不足的根源是低空急流偏弱和超低空急流脉动不足。另外,模式未能在郑州站附近预报出稳定少动的地面中尺度辐合线,加之大气层结不稳定度不足和对流不稳定能量偏低,使得对流发展不够旺盛,最终导致降水预报不足。

基于导通压降的大容量IGBT模块结温观测与误差分析研究

压接式绝缘栅双极性晶体管PP-IGBT(press-pack insulated gate bipolar transistor)模块因其优越的电气性能和可靠性,广泛应用于柔性直流换流阀等大功率应用场景。IGBT芯片结温的准确观测对于其运行状态的监测与剩余寿命的评估都非常重要。已有结温观测方法多是针对键合引线式IGBT,未考虑到压接式模块的特性,无法直接应用。首先,针对大容量换流阀中的压接式IGBT,提出了一种实用的模块导通压降与结温标定方法,并对结温在线估计的误差进行了全面分析。然后,基于ABB公司5SNA 3000K452300压接式IGBT模块(4500 V,3000 A)设计了结温标定方案,包括实验电路、温度标定范围选择、结温控制方式、测量电路及标定实验步骤。最后,基于脉冲测试平台,对所提方法进行了验证。实验结果表明,所提结温标定与观测方案有效,结温观测误差在±5℃以内,且能适用压接式IGBT模块存在差异的情况。

基于科学方法优化实验过程——以“电池电动势和内阻的测量”实验的误差分析为例

分析教材发现,误差是提升“电池电动势和内阻的测量”实验教学质量的重要抓手。采用演绎法、归纳法、平均值法和综合分析法等科学方法对“电池电动势和内阻的测量”实验进行误差分析,从中找出优化实验的具体措施,从而为教师优化中学物理实验教学提供一条新的且具有可操作性的路径。

CMA-TYM对台风“杜苏芮”预报的综合评估与误差分析

2023年第5号台风“杜苏芮”给我国东部—北部地区造成了大范围洪涝灾害和损失,本文综合评估了中国气象局区域台风预报系统对该台风的预报性能和误差状况。结果表明:台风路径预报前期主要为偏东的移向偏差,中后期主要为偏快的移速偏差;在台风生成阶段预报倾向于高估其强度,但较长的预报时效对快速增强过程中的台风强度增速预报较慢,导致台风强度峰值预报明显偏弱;提前24 h以内的预报登陆时间、强度和位置误差较小,提前48 h仍能较好地预报出登陆位置;副热带高压、西风槽以及对同期另一个台风“卡努”的预报存在偏差,是产生较大路径预报偏差的原因;系统能够预报出台风过程降水形态,但主要降水落区的降水量预报偏少,随着预报时效增加,模式刻画的海上以及登陆后的降水中心向东北偏移。

分焦平面式偏振相机偏振误差分析及偏振定标

分析了相机结构和测量原理,建立了相机响应模型,理论推导了相对透过率和偏振方位角对偏振测量的影响。采用积分球光源测量了相对透过率,采用旋转线偏振片法和马吕斯定律测量了偏振方位角,最后进行了偏振测量精度验证。测试结果表明,经过偏振定标后,偏振度测量误差约为0.44%。该检测方案可以定标分焦平面式偏振相机性能,定标精度高,能够为分焦平面式偏振相机高精度应用奠定基础。

一种基于浮点误差分析的混合精度鲁棒性提升方法

浮点运算是高性能计算的典型数值求解模式。混合精度优化通过降低程序中浮点变量的精度来提高性能和降低能耗。然而,现有混合精度自动优化技术受限于鲁棒性低的问题,即优化后程序不满足给定输入的结果精度约束。为此,提出了一种基于浮点误差分析的混合精度鲁棒性提升方法。首先,基于浮点误差分析获取能够触发程序不精确计算的输入;然后,基于误差触发输入评估精度配置,引导搜索获取鲁棒性高的混合精度配置。实验结果表明,针对典型浮点应用,该方法能够将混合精度优化的鲁棒性平均提升62%。

基于零维反应近似的航空煤油裂解流动模拟及误差分析

燃料裂解反应流动传热的数值模拟是先进发动机主动冷却技术研究和设计的重要手段,然而燃料裂解反应带来的巨大计算量阻碍了数值模拟的高效完成。基于集总反应模型发展简化算法是降低裂解反应流计算量的有效途径。本文建立了基于0维反应近似的数值模拟简化算法,将RP-3号航空煤油裂解反应模型需要模拟的组分方程数减少为1,计算速度提高126%。同时对简化模型带来的误差进行了详细的研究和讨论。直通道模型的对比模拟显示,简化模型与传统模型对壁温、出口流体平均温度和转化率计算结果的最大误差分别为:0.3%,0.004%,1%。折流流动模拟结果显示,简化模型对航空煤油的质量分数模拟最大误差出现在回流区,约5%;而主流区计算误差仍然可以忽略。本文可为燃料裂解反应数值模拟及主动冷却系统分析评估提供新的方法。

基于神经网络的并联机床位姿误差分析与补偿研究

为了解决并联机床位姿误差补偿这一难题,以六自由度并联机床为研究对象,基于并联机床的运动学逆解建立了位姿误差模型,得到了并联机床驱动杆杆长误差和铰链点位置误差与并联机床动平台位姿误差的关系。铰链点位置误差可以通过调整杆长来弥补,由于驱动杆杆长误差难以测量,所以基于BP神经网络设计了一种改进的修正系统输入法对并联机床动平台的位姿误差进行补偿。仿真结果表明,经过补偿后的位姿误差明显小于补偿前的位姿误差,验证了并联机床位姿误差分析与补偿方法的可靠性。

分离式霍普金森压杆试验中金属材料端面摩擦效应误差分析

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验结合有限元模拟方法计算重构38CrMoAl高强度钢的应力-应变曲线,研究了端面摩擦因数(0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)、子弹入射速度(20,30,40 m·s^(-1))、试样长径比(0.25,0.50,1.00)和试样形状(圆柱体,立方体)对端面摩擦效应引入的峰值应力、峰值应变测试误差的影响。结果表明:测试误差随端面摩擦因数的增大而增大,随长径比的增加而减小;截面面积相同的圆柱体和立方体试样的测试误差差值小于2%;端面摩擦因数较大时,控制子弹入射速度不能有效减小误差;将端面摩擦因数降到0.1以下,或是选用长径比1.00以上的试样,可以有效减小端面摩擦效应误差;试样中部和端面边缘处发生应力集中,随着试样长径比增大,应力集中部位占试样总长度比例减小,端面摩擦效应影响减小。