3DoF VR视频图像质量主观评价方法研究

3Do F VR是VR视频的一种代表性形态,也是目前虚拟现实领域普遍应用的形式。图像质量是一项会影响用户真实沉浸视觉感受的VR视频QoE的重要指标。目前国内外暂未形成VR视频领域图像质量主观评价的标准方法,为此,本文研究提出了一套3Do F VR视频图像质量主观评价方法。文章首先对VR视频主观评价的挑战、国内外进展进行分析调研,随后着重阐述了3Do F VR视频主观评价前期准备研究、主观评价量表设计、主观评价打分方法改进、实验序列制作等环节,最后进行了3DoF VR视频图像质量主观评价实验,并对实验数据进行了分析和总结。

ROBUST ATTITUDE CONTROL OF A 3DOF HELICOPTER WITH MULTI-OPERATION POINTS

A 3DOF (three degrees of freedom) helicopter attitude control system with multi-operationpoints is described as a MIMO time-varying uncertain nonlinear system with unknown constant param-eters,bounded disturbance and nonlinear uncertainty,and a robust output feedback control methodbased on signal compensation is proposed.A controller designed by this method consists of a nominalcontroller and a robust compensator.The controller is linear time-invariant and can be realized easily.Robust attitude tracking property of closed-loop system is proven and experimental results show thatthe designed control system can guarantee high precision robust attitude control under multi-operationpoints.

500 kV覆冰四分裂导线舞动特性

输电导线舞动是线路运行中常见的现象,舞动会导致输电线路发生电气和机械事故。为了保证电网的安全稳定运行,有必要深入研究线路舞动的特点。为此,建立了3自由度多档导线的运动模型,利用Fluent计算空气动力学参数,针对一条500 kV覆冰四分裂导线的舞动影响因素进行了详细研究。采用基于中心差分的显性直接积分算法,通过数值计算,比较了不同风速、覆冰厚度、导线型号下的舞动情况,并分析了导线突然脱冰时的舞动情况。研究结果表明:在起舞风速与舞动最大幅值对应的风速之间,舞动幅值随风速的增加近似呈现线性增加的趋势;厚覆冰更易发生舞动,但厚度过大会破坏舞动;在相同的覆冰条件下,小截面导线比大截面导线更易产生舞动;导线突然脱冰后,舞动幅值迅速下降,仅做小幅度摆动。研究结果对实际工程中500 kV导线在不同气象条件下的舞动幅值预测及防舞技术的应用具有一定的指导作用。

基于Lyapunov的客车稳定域估计

针对平面稳定域在评价车辆稳定性方面的不足,提出了客车空间稳定域的一种估计方法.建立了包含Pacejka轮胎魔术公式的客车三自由度非线性动力学模型,通过仿真和实车试验对比验证了所建模型的有效性.基于客车非线性动力学模型,构建了系统Jacobian矩阵,应用霍尔维茨(Hurwitz)判据分析了车辆系统稳定性随前轮转角变化情况以及车辆的临界状态.在构建客车系统二次型能量函数的基础上,利用Lyapunov法和车辆系统稳定特性确定了客车空间稳定域.客车在满载条件下的蛇形试验结果表明:应用上述方法确定的客车行驶稳定域能够较好地表征车辆系统稳定性,可为客车操纵稳定性评价和控制提供有益参考.

线性三自由度低频压电振动能量采集器

基于线性多自由度振动的概念,提出并设计了一种线性三自由度（3DOF）振动能量采集器。该能量采集器包括一、二阶传动梁及传统单悬臂梁。数学建模及有限元仿真结果表明,多阶传动梁垂直相接构成的线性多自由度系统可有效调节并降低系统的工作频率。实验结果表明,线性三自由度能量采集器在0~100 Hz频率范围内,具有3个电压峰值,有效带宽15Hz,与理论分析相吻合。另外,与传统单悬臂梁能量采集器相比,工作频率降低,频带扩增275%。

基于加权无向图的永磁球形步进电机运动控制

提出了一种三自由度永磁球形步进电机的控制方法。首先简单介绍了该永磁球形步进电机定子与转子的结构,然后针对其结构特点及运动原理,提出根据距离相等的永磁体对和铁心线圈对的排列组合,建立一个包含位于球形步进电机转子某一点上物体的所有可能的运动轨迹点的加权无向图,根据所给定的物体的运动轨迹,采用图中路径搜索算法,最终确定永磁球形步进电机的通电线圈对,达到控制球形步进电机,使物体沿着期望的运动轨迹运动的目的。

基于光电传感器编码的永磁球形步进电机运动控制

提出了一种三自由度永磁球形步进电机的控制方法。介绍了该永磁球形步进电机定子、转子的结构,电机转子表面的着色原理以及电机定子上的光电传感器的放置;针对其结构特点和动力学特性构造一个加权无向图,根据编码原理以及所给定的物体的运动轨迹,采用图中路径搜索算法,最终通过光电传感器反馈的信号确定永磁球形步进电机的通电线圈对,实现闭环控制球形步进电机,达到使物体沿着期望运动轨迹运动的目的。

末端能量管理段轨迹生成改进算法

改进再入飞行器能量管理阶段轨迹生成算法,以高度为独立变量的三自由度方程为出发方程,根据地面轨迹长度和横侧机动能力确定动压剖面。将迭代算法改进为递推算法,计算不同固定滚转角下所需的纵向指令,使用三步逐点转动地面轨迹的方法依次消除航向角、横程和纵程的终端偏差,最终生成符合飞行器动力学特性的轨迹以及相应的制导指令。三自由度仿真表明:算法合理地考虑了飞行器纵横向耦合的特性,使得生成的轨迹与相应指令相匹配。调整动压剖面有效地改变返场区域,增强了对于初始条件的适应性。

带干扰观测器的机械臂加幂积分有限时间控制

针对传统的机械臂控制算法存在控制精度不高,对于外界干扰鲁棒性较弱等问题,提出了带干扰观测器的加幂积分有限时间控制算法实现机器人轨迹跟踪控制。加幂积分有限时间控制器能够保证系统误差在有限时间内收敛,从而使机械臂能够快速准确跟随期望运动轨迹。干扰观测器能够快速准确地估计作用在机械臂上的干扰信号,并通过补偿控制对干扰进行补偿,从而增强系统的鲁棒性。同时,采用Lyapunov理论在理论上证明了上述系统能够在有限时间内收敛。最后,对三自由度Premium机械臂设计了带干扰观测器的加幂积分有限时间控制器,并进行了实验。实验结果表明所提算法能够使机械臂关节能够快速准确的跟随期望值,对外加干扰有较强的鲁棒性。

永磁球形步进电动机运动控制方法

介绍了一种三自由度永磁球形步进电动机的控制方法,分析了永磁球形步进电动机定子与转子的结构,然后针对其结构特点及运动原理,提出根据永磁体和线圈铁心的排列组合,建立一张包含位于球形步进电动机转子某一点上物体的所有可能的运动轨迹点的表,根据物体所给定的运动轨迹,采用查表法,最终确定永磁球形步进电动机的通电线圈对,达到控制球形步进电动机,使物体沿着期望的运动轨迹运动的目的。

具有反馈延迟特性系统的最优控制器设计及其算法实现

针对反馈传感器具有延迟特性的一类系统，提出了三自由度ＷｉｅｎｅｒＨｏｐｆ 最优控制器设计方法，并给出了状态空间实现算法．

Design of Wiener-Hopf optimal controller and its application in terrain following system

state space algorithms are proposed for the three degree of freedom (3DOF) optimal Wiener Hopf controller for a class of systems with time delay feedback sensors and employed in the design of a terrain following control system, with the influence caused by the delay of baric altimeter successfully eliminated.

不同风障形式下桥梁断面行车风环境及颤振性能

为研究不同形式风障下的桥面风环境和结构颤振性能,以主跨为918 m的单箱悬索桥为对象,首先结合CFD数值模拟,比较3种风障下风速剖面及侧风折减系数的变化规律,进一步选取带椭圆形风障的主梁断面和无风障的原始断面开展节段模型颤振和测力风洞试验,分别对比研究风障对颤振临界风速和静力三分力系数的影响,最后借助二维三自由度方法分析设置风障前后的颤振发散驱动的变化.结果表明:设置风障能有效地降低行车高度内的平均风速,改善桥面风环境;在对比方案中,矩形断面的侧风折减效果最佳,而椭圆形风障对于侧风的折减效果可接受,且阻力系数小于其他形式;设置椭圆形风障后断面的阻力系数较原始断面提高明显,颤振临界风速小幅度的提高,断面颤振发散机理发生显著变化.

三自由度直升机模型鲁棒控制器设计

鲁棒性是直升机的重要性能指标。针对三自由度直升机模型设计了基于线性二次型调节器(LQR)和模糊逻辑的鲁棒控制器。该控制器从控制率出发,首先采用LQR控制器来确保直升机模型的静态性能,然后设计积分切换函数与滑模切换控制分量来增强系统的抗干扰能力,接着采用模糊逻辑调整控制律以达到最佳效果。实验结果表明该策略具有较强的鲁棒性和很好的动态响应性能。

基于平行直线的三自由度云台摄像机标定

针对卷烟厂中机器人烟包解包系统的三自由度云台摄像机,提出一种基于平行直线的摄像机自标定方法。根据三自由度云台建立相应的摄像机成像模型,确定需要标定的摄像机内外参数;利用烟包上平行直线在图像中对应的坐标,求出需要的消失点的图像坐标,结合几何关系以及相关的成像原理计算摄像机的内外参数。该方法利用烟包上表面的平行直线实现摄像机的标定,不需要制作特定的标靶,能进行实时标定。

一种车载卫星天线伺服驱动控制器设计

设计了一种基于单片机控制步进电动机的车载卫星天线三自由度伺服驱动控制器。针对车载卫星天线工作特点,通过旋转变压器对俯仰及方位驱动步进电动机角位移进行测量,实现两个自由度的闭环控制,提高天线的自动对星速度和精度;通过对极化的高细分驱动控制,增强天线的接收信号的灵敏度及抗干扰能力。着重阐述了基于C8051F040单片机的控制系统的模块化设计,CPLD接口逻辑及旋变接口电路设计,软件设计流程等,给出了电路原理图和程序框图,并进行了系统实验验证。实验结果表明,该方案能满足天线快速自动定位的需求,功能完善,稳定性高。

三自由度直升机模型辨识与控制

针对三自由度直升机,通过物理分析得到俯仰、横滚和偏航3个通道的模型结构,根据3个通道的不同特点使用不同的方法分别辨识3个通道的传递函数模型,并利用所辨识的模型对3个通道分别设计控制器。闭环控制实验结果表明基于辨识得到的模型所设计的控制器能够实现满意的控制性能。

传感器故障下的三自由度直升机滑模控制方法

综合考虑三自由度直升机系统中各自由度之间的关系,将直升机系统分解为驱动子系统和无驱动子系统,建立了相应的三自由度直升机数学模型,模型对可能存在的外部扰动和无驱动子系统传感器故障进行了描述。设计了非线性扩张干扰观测器消除外部扰动和传感器故障带来的不利影响,设计相应的高阶滑模控制器实现对驱动子系统的跟踪控制,并基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性。最后通过实验验证了控制方案对存在传感器故障的三自由度直升机具有良好的控制效果。

基于Backstepping的非线性船舶航迹跟踪控制器设计

针对船舶动态存在大惯性、时滞、非线性等特点,和船舶航行中易受海风、海浪、洋流等环境因素的影响的问题,考虑三自由度非线性船舶运动数学模型。基于Backstepping设计思想,设计了具有全局渐近稳定的船舶航迹跟踪控制器。Simu-link仿真结果表明,船舶实际航迹能够跟踪期望航迹,达到了满意的控制效果,验证了所设计控制器的有效性。

一种新型飞轮储能用三定子三自由度磁轴承

针对现有飞轮储能用三自由度磁轴承径-轴向磁路耦合严重、承载力不足的特点,研究了一种无耦合、承载力大的三定子三自由度磁轴承。介绍该磁轴承的拓扑结构和工作原理,采用等效磁路分析方法对磁轴承的径向磁路和轴向磁路进行计算,得出了磁轴承的数学模型,并给出磁轴承主要参数的设计方法及参数结果。利用仿真软件ANSYS对轴承的所处磁场和转子承载力情况进行计算和分析,并利用MATLAB/Simulink进行静态性能仿真。磁场分析结果表明,该三定子三自由度磁轴承能够避免径向-轴向间的磁路耦合,从而能够扩大系统线性工作范围和稳定裕度,提高磁轴承系统的控制性能。受力分析结果表明,相比于同外径尺寸的其它磁轴承,该磁轴承具有承载力大的优点。仿真结果与设计值一致,仿真结果验证了该新型磁轴承的结构的合理性及参数设计结果的正确性。