ISAR成像中转角估计的新方法

ISAR成像中 ,为补偿散射点距离单元走动现象和横向定标 ,需已知目标与雷达相对总转角 .实际ISAR成像中的转角通常是未知的 .本文提出采用RAT方法 ,在不同纵向距离单元信号的模糊平面上检测线性调频信号的调制率 ,从而估计得到总转角 .仿真和实测数据的成像结果证明了该方法的有效性 .

一种基于相位对消的转角估计新方法

逆合成孔径雷达成像中,为校正散射点越多普勒单元走动和方位向定标,需要对目标转角进行估计。在详细分析雷达目标回波相位特性的基础上,提出一种基于相位对消的转角估计方法。该算法通过对消回波的相位一次项后,对回波相位二次项系数进行估计,从而根据二次项系数与转角的关系获得转角估计值。同时,考虑到回波能量在成像平面的分布特点,采用加权最小二乘法对估计结果进行拟合。与现有方法相比较,新方法在稳健性和实时性上有较大改进。仿真数据和暗室数据的成像结果证明了该方法的有效性。

基于频谱包络自相关的ISAR转角估计方法

逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像中,为了对目标进行方位向定标和距离徙动校正,需要估计雷达与目标的相对总转角。在对Dechirp回波数据分析的基础上,提出了一种基于频谱包络相关的转角估计方法。与相位对消法相比,所提算法无需知道目标大小等先验信息,且具有更好的鲁棒性。通过对两个不同时刻信号频谱包络的相关,估计出方位向回波信号的二次项系数,并采用加权最小二乘对估计结果进行拟合,完成了对转角快速准确的估计,仿真实验证明了该方法的有效性。

基于相位匹配的逆合成孔径雷达转角估计新方法

逆合成孔径雷达的纵向分辨率取决于雷达带宽,横向分辨率决定于雷达工作的中心波长和目标在相参积累时间内相对于雷达视线所转过的角度。为了通过ISAR像获取目标的真实尺寸大小,需要确定目标的相参积累转角。本文提出根据目标散射点的相位关于转角的变化规律,对散射点的方位相位历程进行匹配处理,然后根据匹配程度可以估计得到目标的相参积累转角。利用仿真数据和实测数据对该方法进行了验证,结果证明了该方法的有效性。

基于相位函数的ISAR目标转角估计方法

逆合成孔径雷达(ISAR)二维像经过正确定标,能够获取目标的形状和尺寸等二维信息。ISAR二维像的径向距离分辨率由雷达带宽决定,横向距离分辨率由雷达工作波长和目标转角的比值决定。根据目标转角与回波相位之间的关系,计算回波的相位差导数估计转角。该方法选择信号幅度较强的距离单元,对回波信号进行相位解缠,根据距离单元的相位差导数估计目标的转速,计算方位向距离分辨率,实现定标。仿真结果表明,该方法可以对ISAR二维像尺寸进行定标。

三维转动下旋转对称目标的转角估计方法

转角估计是逆合成孔径雷达成像中的基本问题,得到的横向定标后图像可实现目标真实外形和尺寸等特征的提取,并为目标的参数估计和分类识别提供基础。针对三维转动的旋转对称目标,由于其转角变化的高度非线性,提出了一种基于旋转匹配特性的转角估计方法。基于旋转对称目标的三维转动模型,首先对目标在径向距离-速度差平面上的旋转匹配关系进行了证明和分析。进而,基于最优化准则,在雷达视线角二阶多项式近似下完成转角估计。仿真实验以进动锥柱体为例,在一个进动周期上对等效转速进行估计,结果表明算法在几乎所有的成像时刻都能有效估计目标转角。同时,实验还分析了散射点个数对转角估计性能的影响。

一种直流电机无传感器转角估计方法及应用

随着机电一体化技术的快速发展,电机在机械行业中的使用越来越广泛,对电机的转角控制精度要求也趋于准确。现阶段对电机转角估计运用最多的是霍尔式位置传感器,而对于无传感器式的转角估计研究多局限于直流无刷电机,对直流有刷电机的无传感器控制还研究的较少。通过提出一种直流有刷电机的转角估计方法,可通过检测电枢电流的周期波动来估计转子转过的角度。此方法应用简单,成本低,工作效率高,同时对转角估计也较为准确,适用于一般的工业控制。将该方法用于印刷包装机送纸机构驱动电机控制中,也取得了较好的工作效果。

一种估计ISAR成像转角的新方法

ISAR成像中的转角估计是进行正确成像的先决条件。该文从分析目标回波信号入手提出了一种新的转角估计方法,对目标转动时不同距离单元回波数据近似为多分量三次相位信号,通过理论推导,得出每个信号分量的三次相位系数与一次相位系数成正比的结论,其比例系数为目标转动的角速度平方,然后采用最大似然方法估计三次相位信号参数,进而得到总转角。外场实测数据结果验证了该文方法的有效性。

基于关节转角估计器的绳驱动手术微器械位置全闭环控制

手术机器人微器械末端空间狭小,无法安装角度检测传感器,不能进行位置全闭环控制.针对这个问题,提出了一种基于关节转角估计器的闭环控制方法.首先设计了4自由度微器械驱动方案,搭建了手术机器人微器械单关节原理样机实验系统,并基于绳驱动系统的动力学分析设计了关节转角估计器.利用动力学参数辨识的方法给出了关节转角估计器的参数,并通过实验数据分析给出了转角估计器的简化和修正模型.实验结果说明关节转角估计器的输出精度可以达到0.38?.最后以转角估计器的输出值作为反馈信号对微器械关节转角进行了闭环控制实验.结果表明,当系统自由运动时微器械关节转角的最大跟随误差为0.734?;当微器械末端加载1.5 N的外力时,关节转角估计器的精度是0.59?,最大跟随误差是1.112?.这些说明本文提出的关节转角闭环控制方法具有比较高的控制精度.

稀疏孔径和大转角下ISAR对目标转动的估计

逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)对非合作目标做成像时图像质量依赖于对目标运动参数的准确估计.针对在稀疏孔径和非均匀转动条件下现存的参数估计方法计算量过大或者方法适用条件不满足,提出了一种基于神经网络的参数估计方法.此方法以成像问题的模型知识指导数据的生成过程,然后训练通用的神经网络,最终实现将数据中隐含的知识转化为转动估计器.从仿真实验结果来看,所得到的网络对满足一定信噪比要求的回波数据可以提供较准确的估计,所得参数可以帮助成像算法提高聚焦效果,大量的样例表明网络可以部分学习到回波与转动之间的关系.

基于无传感器转角估计的回正控制策略研究

文中提出了一种新型电机转角估计方法,将估算结果通过传动比反算至转向盘转角,并依靠改进的回正控制策略,运用估算的转向盘转角及转矩计算回正助力力矩。仿真结果表明:该方案不但可以达到良好的回正效果,并且有利于转向状态间的柔和切换,同时由于无传感器转角估计减少了电机控制模块的成本。

转角速度矢量估计和三维ISAR成像

逆合成孔径雷达成像中,观测目标通常具有明显的几何特性,且随目标转角的变化,其在成像平面的投影也随之变化。提出了利用Radon变换估计线性几何目标在各次"快照"的变化位置,估计雷达视线角和转角速度的方向,并对其三维位置和二维ISAR像建立映射关系,获得三维图像。由于Radon变换对直线检测具有很强的鲁棒性,该文的方法在已知目标转角模值的条件下对转角方向实现高精度估计,在此基础上可以对线性几何目标实现三维重构。仿真结果验证了算法的正确性。

一种基于无速度传感器的PMSM的转子角度、转速估计方法

针对基于无速度传感器的永磁同步电机,提出了一种新的转子角度、转速估计方法。该方法基于静止坐标系对永磁同步电机的转子进行角度、转速估计,可以在避免传统估计方案中基于锁相环的转子磁链定向过程的同时,消除可能引起系统不稳定的局部环,进而提高估计方法的动态性能。为获得转子角度估计值,该方法并不直接对快速变化的转子角度计算值进行滤波,而是首先对缓慢变化的转子角度初值进行滤波,然后再将其叠加到快速变化的有偏转子角度计算值上,从而获得转子角度的无偏估计。针对典型的1.5 MW直驱风力发电系统的仿真实验结果显示,该估计方法的稳态特性与传统反电势锁相环法类似,但动态特性得到了显著的提高。

ISAR图像舰船目标尺寸估计

通过转角估计的方法对舰船目标ISAR图像进行尺寸标定,进而利用船体尺寸特征进行舰船目标识别。舰船目标的晃动造成ISAR图像中目标相对大小与实际大小不一致,为后续大小型舰船的识别带来困难,文中对海浪导致的多个舰船目标晃动成像模型进行分析,并对同一幅ISAR图像中的多个舰船目标分别进行尺寸估计,解决图像中大小型舰船成像效果矛盾的问题。

新型无转角传感器回正控制方法研究

以直流有刷电机的转角估计方法为基础,制定了回正触发规则以及控制策略,并使用汽车动力学仿真软件Carsim搭建了整车模型和驾驶员模型,用Simulink软件搭建控制器模型,最后通过联合仿真试验以及实车试验证实提出的回正控制策略有效性。

一种ISAR目标转动估计和方位定标方法

获得精确目标转角信息对于逆合成孔径雷达(ISAR)成像至关重要。通过精确的转角估计不仅可实现转动补偿提高ISAR聚焦性能,也是实现成像方位定标的必需条件。本文提出一种稳健的ISAR目标转角估计方法,该方法以目标成像的聚焦程度作为代价函数,通过交替迭代优化求解目标的有效转角速度和加速度,继而实现精确转动补偿和成像方位定标。仿真和实测数据实验验证了该方法的有效性。

ISAR成像中有效转动向量的估计方法

针对ISAR成像中有效转动向量事先未知的问题,提出了两种估计有效转动向量的方法.一种利用调频率与散射点距离成线性关系估计有效转动向量;另一种通过补偿散射点单元信号二次相位项,提出基于图像熵的有效转动向量估计方法.利用这两种估计有效转动向量方法,对实际应用中距离单元的选择进行了探讨.仿真和实测数据处理结果表明,所提出的估计有效转动向量方法是有效的.

对称目标的ISAR成像横向距离定标方法与性能分析

目标横向定标是实现目标模板匹配识别和特征提取的基础。该文利用横向多普勒频率和横向坐标位置的近似正比关系,基于对称目标的对称轴垂直于对称点直线,给出了对称目标转角估计和横向定标新方法。其次给出了定标参数估计误差表达式,定量分析了影响定标参数估计误差的各因素。最后用弹头模型转台成像和外场飞机ISAR数据成像对该方法进行了仿真验证。该方法结构简单,运算量非常小,在合作机动目标ISAR成像定标方面有很好的应用前景。

汽车电动助力转向系统回正特性控制逻辑分析

以汽车转向系转向特性为研究对象和目标,为了探讨汽车转向回正特性对汽车行驶安全和操纵稳定性的影响,降低驾驶员施加于方向盘的转向力矩,并使驾驶员获得良好的路感,改善汽车转向系的回正特性,提出了一种电动助力转向系统回正控制算法以提高转向盘的回正特性,开发了一种基于转向盘转角估计的PID控制策略.为了分析获得汽车转向回正特性和回正控制逻辑,通过分析和物理模型简化建立了电动助力转向系统的动力学模型,并根据建立的模型,对提出的控制策略进行了仿真分析,结果表明此控制策略可提高转向盘的回正特性和稳定性,利于提高汽车行驶的安全性和操纵稳定性.

基于特征配准的ISAR图像方位定标方法

逆合成孔径雷达(ISAR)成像利用目标相对雷达视线的姿态变化形成的合成孔径获得方位高分辨,成像方位为多普勒轴,通常需要估计目标的有效转动速度以实现ISAR图像的方位定标从而体现目标真实尺寸。现有算法通常利用信号的运动参数估计和图像整体配准。该文提出利用子孔径ISAR图像的特征提取和配对,根据特征点坐标估计目标的有效转角速度。首先利用尺度不变特征变换(SIFT)和快速鲁棒特征(SURF)对两幅ISAR图像进行特征点提取;然后分别采用最短欧氏距离和随机采样一致性(RANSAC)进行特征点的匹配和失配点的剔除;最后根据配对特征点的坐标和能量估算有效转角速度,实现ISAR图像方位定标。仿真数据和实测数据验证了该算法的精确性和稳健性。