基于多策略融合的改进RRT路径规划算法

针对传统快速扩展随机树(RRT)及其衍生算法在路径规划时生成路径效率较低、无效探索点较多等问题,提出一种多策略融合的改进RRT算法。首先利用启发式选择策略确定最合适的扩展节点,然后结合基于目标偏置的自适应动态步长策略,使随机树始终向目标点区域扩展,最后通过垂距断点预优化的跳点连线策略去除冗余点,生成一条没有较大转折角的最短安全路径。通过不同复杂程度的仿真实验和现实环境实验对该算法进行测试。结果表明,与RRT、RRT*和Bi-RRT*算法相比,本文算法在时间消耗上分别减少了大约80%、50%和60%,在路径节点数上分别减少了大约65%、40%和35%。机器人依据该算法可以高效生成一条无碰撞,仅包含起始点、目标点和非突兀转折点的最优路径。

激光二极管正向电特性的精确检测

采用正向交流特性结合I-V特性的方法,检测了激光二极管的串联电阻、理想因子、结电压和结电容与外加电压或电流的关系.首次发现,激光二极管的结电压、串联电阻、理想因子和结电容在阈值附近同时出现了明显的阶跃,之后结电压呈现饱和.此外还观察到,在较低的测试频率和较大的正向电压下,激光二极管的结电容具有负值.

陆态网络GNSS基准站阶跃偏移量的精确估计

通过对发生阶跃的GNSS基准站坐标序列谱指数的求解,表明了其具有有色噪声的特性,并对三分量分别建立了最优噪声模型,以此对GNSS基准站坐标的阶跃偏移量进行了精确估计,探明了地震和仪器更换对测站产生的精细影响。同时利用求解的阶跃偏移量对坐标序列进行修正,对获取连续性变化的测站坐标序列和获取精确的测站三维运动参数具有重要意义。

GNSS连续站阶跃修复及其对数据处理的影响

近年来,由于仪器更换和强震影响,一些长期稳定的GNSS连续站出现了阶跃,严重地影响了参考框架的稳定性和解算精度,理论上这些测站不能再选为参考框架点。针对GNSS连续站阶跃修复及其对数据处理的影响进行了分析,结果表明:1)如果选用未修复阶跃的测站为框架点,将会扭曲解算结果;2)QOCA能够较为便捷地修复测站阶跃;3)修复测站阶跃能够保证参考框架点的稳定性,并能一定程度提高解算精度。

基于相位相关的图像区域复制篡改检测与定位

针对区域复制篡改检测算法检测效率低问题,提出一种基于相位相关的检测与定位算法。算法首先对图像进行滑窗式分块,滑动步长为多个像素,通过对图像块灰度均值排序筛选出可能匹配的图像块;然后,利用相位相关的互功率谱脉冲函数峰值确定两个图像块是否匹配以及二者的相对位移;最后,通过统计匹配块对偏移距离方法消除误匹配,并对篡改区域进行标记。实验结果表明,该算法不仅检测效率高,而且对有损压缩、平滑滤波、噪声等常见的后处理操作具有鲁棒性。

基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法

针对电网故障条件下,传统SRF-PLL在进行电网信号同步时存在频率和相位信号检测误差较大的问题,提出了一种基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法.在QT1-PLL中,利用级联滤波结构改善系统的滤波性能,并使系统的响应速度得到提升.在锁相环路内增加相位和幅值补偿环节以消除电网频率偏移对锁相结果的影响.仿真和实验结果表明:在电压信号发生20°的相位跳变和4 Hz的频率跳变时,可以在1.5个电网周期内实现对频率和相位的准确检测;频率和相位超调量分别为0.5 Hz和4°时,满足并网系统快速准确的要求,验证了所提理论的正确性和有效性.

基于GPU的三维起伏地表单程波叠前深度偏移

相对于双程波逆时偏移,单程波叠前深度偏移具有计算效率高、高频信息保持好且易于提取成像道集等优势,适用于我国陆上高陡构造不甚发育探区。为满足陆上复杂地表三维探区海量地震数据成像的需求,发展了基于GPU平台的三维起伏地表裂步傅里叶(Split-Step Fourier,SSF)叠前深度偏移技术,并引入了单程波偏移的相位校正技术以及基于分布式炮域成像结果的偏移距域道集并行提取技术。陆上复杂断块及缝洞探区实际资料成像试处理表明:基于GPU的三维起伏地表单程波叠前深度偏移成像方法不仅计算效率高,而且能较为准确地刻画复杂断块及缝洞储集体,在横向变速不太剧烈及陡倾构造不甚发育的探区具有很高的应用价值。

全数字自适应滤波器不同离散结构的性能对比分析

基于二阶广义积分器(SOGI)的自适应滤波器(AF)在电网电量测量、电机位置、速度检测与估计等场合广泛应用。在数字化实现过程中,反馈滞后一拍的存在和所采用离散方法的不同会使系统的性能出现不同程度的退化。该文在综合考虑上述因素的前提下,用稳定性、频率偏移特性、幅值增益特性及正交特性作为衡量系统性能退化的定量指标,分别进行了理论对比分析,并给出了上述4个指标随载波比的变化规律,从而为自适应滤波器数字实现时的离散方法的选取提供理论指导依据。最后通过仿真和实验验证了理论对比分析的正确性。

基于DC-DC升压和LC振荡的叠层压电陶瓷驱动电源研究

根据叠层压电陶瓷的大容性负载特性,在电路分析的基础上提出了基于DC-DC升压变换器和LC振荡的驱动控制电源,在驱动电路中加入偏置电压,使输出电压在-20V到100V之间,满足叠层压电陶瓷的驱动要求。将此驱动器用于压电直线电机,电机运转平稳,电路功耗小,通过匹配不同的电感实现了宽频率范围驱动。

低信噪比下基于新型变步长LMS的自适应滤波算法

为了提高现有的变步长LMS算法在低信噪比环境下的滤波性能,提出了一种新的变步长LMS自适应滤波算法。该算法利用加入补偿项的误差相关值估计与前一时刻步长因子的组合来调节步长,提高算法的抗噪声干扰能力和收敛速度;并将步长因子的传统固定约束范围改为动态约束范围,使步长变化趋于平滑,降低系统的失调误差;同时对系统的权向量迭代公式进行更新,提高了算法的输入范围。从理论分析和仿真实验两方面可以看出,新算法与现有的变步长算法及标准LMS算法相比,在信噪比较低的条件下收敛速率、抗扰能力、稳态失调噪声方面都有很大的改善,证明所提算法是有效、可行的。

矿用线缆绝缘护套加工自动调偏系统

针对矿用线缆绝缘护套加工中出现的厚度不均问题,提出了一种基于单片机的测厚与调偏系统。在单片机的控制下,利用超声波传感器对矿用线缆绝缘护套厚度进行测量。单片机采用PID及PD算法对数据进行处理后,输出脉冲控制步进电机旋转,通过调节模套的位置,从而调整绝缘护套的厚度分布,达到自动调偏的目的。

基于BDS-2/BDS-3联合处理的北斗超快速钟差预报优化策略

针对北斗卫星导航系统(BDS)钟差预报产品无法满足高精度快速服务需求的现状,提出了一种基于BDS-2/BDS-3联合估计的超快速卫星钟差预报优化策略。区别于传统两步法预报模型,利用稀疏建模方法一步求解所有模型项,并通过BDS-2/BDS-3星间相关性实现了模型系数解的增强;为进一步降低模型残差的影响,基于残差序列时空相关性,利用半变异函数重构了模型估计的权阵。为验证提出的钟差预报模型,设计了12套对比方案,实验结果表明:基于稀疏建模的钟差模型参数一步估计可略微提高钟差预报精度;通过引入星间相关性对随机模型进行精化,钟差序列一步建模可分别将BDS-2与BDS-3卫星钟差18h预报精度提升28.6%与27.2%;基于半变异函数建模的模型残差相关性提取,可实现BDS-2与BDS-3预报钟差精度8.0%与11.1%的提升。因此,提出的优化策略对当前北斗超快速卫星钟差预报产品精化具有重要意义。

曲面胶印机步进分度系统建模及有限元分析

目的建立曲面胶印机步进分度系统的三维模型,对步进分度系统进行模态分析和谐响应分析。方法根据共轭曲面原理建立弧面分度凸轮机构的三维模型,利用Ansys Workbench对步进分度系统进行有限元分析。结果利用Pro/E建立了步进分度系统的三维模型,其中详细介绍了弧面分度凸轮机构的建模步骤。由模态分析得出步进分度系统的前六阶振型和固有频率,由谐响应分析得出步进分度系统在冲击载荷下的幅频响应曲线,为进一步进行步进分度系统的动态优化设计奠定了基础。结论曲面胶印机的步进分度系统工作可靠,具有良好的动力学特性,可有效保证印刷质量。

径向运动对频率步进雷达目标距离像影响的新理解

在对运动目标距离像相位调制因子的物理意义深入理解的基础上,利用驻定相位原理得到了运动目标距离像的峰值位置和目标初始位置、速度、加速度的解析关系;对径向运动引起的二次相位干扰项、三次相位干扰项对距离像的影响给出了更准确的理解,详细给出了各调制项对应的偏移量和展宽量的理论表达式;通过分离各相位调制项的方法,实验验证了理论推导的正确性。该分析结果有助于理解运动目标距离像变化的真正原因,进而有助于针对不同的情况进行相应的后续处理。

数字自适应滤波器的性能退化规律

基于二阶广义积分器(SOGI)的自适应滤波器(AF)在电网电量测量、电机位置、速度检测与估计等场合具有广泛应用。采用双线性变换方法进行离散化的数字AF在数字化实现过程中引入了滞后一拍,会造成数字系统的性能退化,特别是在信号-采样频率比比较大的应用场合,性能退化的影响难以忽略。本文对双线性变换离散的数字AF的性能退化规律进行了定量地理论分析,首先指出了滞后一拍使数字系统的稳定性降低,并给出了数字系统的稳定区间;然后分别定量地给出了实际数字系统所存在的频率偏移、幅值增益以及正交性的理论分析结果;最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

PLC在步进电机控制系统中的偏差校正方法

PLC以其稳定可靠,在伺服控制系统中得到广泛的应用。在PLC控制的步进电机驱动机械手运动时,如果相邻两路径的速度方向相反,运动中将会产生严重的位置偏差,如何提高控制精度成为控制的重点和难点。本文对运动误差形成的原因进行了分析,并提出了一种轨迹处理的新方法。

基于盲源分离的载波残余频偏相偏盲估计

在分析频偏对信号星座图影响的基础上,提出了一种基于盲源分离的载波残余频偏与相偏的估计方法。首先对接收信号进行中心化和白化的预处理,且用以随机数初始化的分离矩阵对接收的数据点进行实时分离处理;然后结合随机梯度算法对分离矩阵、混合矩阵以及全局矩阵进行估计,并用基于全局矩阵估计的PI值对变步长进行更新;最后根据分离矩阵中各元素间的关系估计出残余频偏信号的相位变化轨迹,即可进一步由相邻相位突跳点间的间隔数估计出载波频偏的大小。仿真结果表明,该方法能有效地估计出接收信号的残余频偏与固定相偏值。

子午线轮胎两半模具在硫化过程中的错位分析

分析了子午线轮胎两半模具中由于壳体和花纹圈的材料不同,在轮胎硫化加热过程中,受金属材料热膨胀系数的影响,容易产生错位现象。提出了在模具设计方面应将膨胀量考虑到设计尺寸上,错位问题就能得到解决。

偏置阶梯刀盘式果园开沟机设计与试验

果园管理作业中,开沟作业劳动力密集、工作效率低,其机械化水平对我国果业发展有着极其重要的意义。为此,综合考虑果园种植模式、果园农艺要求以及现有开沟机械存在的不足,设计一种偏置阶梯刀盘式果园开沟机。开沟机由机架、齿轮箱、阶梯式开沟刀盘,开沟刀,挡土板等组成,阶梯式开沟刀盘保证开沟深度、宽度的基础上,降低了开沟功耗。田间试验表明:该机具作业速度为1.2 km/h时,开沟深度为31.2 cm、宽度为30.5 cm,开沟深度稳定性系数为97.2%,满足果园农艺的要求和农业行业标准。

三相异步电机电流多步预测控制方法

模型预测控制(MPC)具有概念简单、容易处理包含约束条件的多变量控制问题等优点,已成为电力传动领域研究的热点。针对三相异步电机磁场定向控制,研究了基于连续控制集模型预测控制的电流控制方法。首先,以同步坐标系(转子磁场定向)下电压方程为基础建立电机的增广模型,实现了电流无静差预测控制;其次,利用系统闭环极点研究了预测域长度和权重系数的确定方法,并分析了控制方法的参数鲁棒性。无静差是控制方法需要研究的基本问题,讨论了采用增广模型实现无静差预测控制的方法。确定预测域长度和权重系数是MPC设计的主要内容,重点分析了这些参数对系统闭环极点位置的影响,并讨论了这些参数的确定方法。实验结果表明,该方法能够完全替代PI调节器实现异步电机电流控制。