The Quantitative Density Measurement of Unsteady Flow around the Projectile

Three-dimensional density measurement of unsteady flow field around a sphere is carried out in the ballistic range at Institute of Fluid Science, Tohoku University. Simultaneous multi-angle measurement system using twelve digital cameras is installed in the test chamber of the ballistic range to achieve the three-dimensional density measurement. The Colored-Grid Background Oriented Schlieren (CGBOS) technique using colored-grid background is utilized for the reconstruction of density. The Mach number of the sphere is set to 1.5. The short pulse LEDs to illuminate the backgrounds are also installed in the chamber to capture the unsteady flow field around a flying sphere. Three-dimensional density distribution around a sphere is successfully reconstructed.

160 km/h动力集中动车组开行服务范围影响因素及对策研究

研究160 km/h动力集中动车组开行服务范围,对于完善铁路客运产品体系、提高铁路客运经营效益具有重要支撑作用。从购置成本、载客定员、运用条件等方面,分析160 km/h动力集中动车组产品特征,以及在既有普速线路、新建普速线路、200/250 km/h线路上160 km/h动力集中动车组的开行服务范围,探讨160 km/h动力集中动车组开行服务范围的影响因素及对策,与高速铁路形成优势互补格局,实现普速产品优化升级,不断满足人民群众便捷出行需要。

基于多相滤波的高精度延时设计及实现

雷达测距测速应用中的精确性取决于时间上的高分辨率,而传统基于有限长单位冲激响应(finite impulse response,FIR)滤波的高精度延时设计所需的滤波阶数过高,滤波处理较慢且复杂。为了加快滤波速度和节省硬件资源,将数字内插与多相滤波技术结合,提出了一种基于多相滤波的高精度延时设计方案。根据延时精度对FIR滤波系数向量重新排序,依据延时量大小选择多相子滤波器对采样序列进行滤波处理,实现小于整数倍采样间隔的高精度延时,具有滤波速度快、节省硬件资源的特点。仿真分析延时信号的相位,表明了所提多相滤波方案可实现高精度延时。借助现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)平台,时钟频率为245.76 MHz时,实测的延时精度可低至0.509 ns。

基于自适应非线性跟踪微分器的直线电机位置和速度检测方法

为了解决直线电机的位置和速度检测的问题,设计了基于激光器阵列的光栅传感器位置检测系统,提出一种利用非线性跟踪微分器的直线电机速度测量方法,对电机动子位置进行准确跟踪以及对动子的速度进行测量。针对传统的非线性跟踪微分器在一定速度下处理测量噪声干扰和相位延迟存在矛盾的问题,设计了一种自适应非线性跟踪微分器,其参数能够跟随电机动子的运动速度自动调整,频率特性分析证明了其良好的微分特性。仿真和实验结果均证明了所设计的直线电机光栅位置检测方法和自适应非线性跟踪微分器测速的有效性,在电机运行的全速范围内都能够很好地抑制测量误差以及滤波效应带来的延迟,获得全程精确且快速的电机动子位置信号和速度输出信号。

高速高精度实时相位式激光测距系统

为解决工业现场测量对高速实时精密测距的需求,设计并搭建了一套高速高精度的激光测距系统。系统采用双测尺同时调制的激光光源以及双路信号同步探测的信号处理技术,提高了系统测量速度以满足高速测距的需求;分析验证了欠采样方法应用于的高频信号测鉴相的有效性,基于欠采样可有效降低了鉴相处理电路的复杂度。采用201 MHz+3 MHz的双测尺调制光源及40 MHz的采样频率,结合收发光学系统及信号解算电路,搭建了高速激光测距系统;进行了激光测距系统的测量速度和测量精度实验。实验结果表明,该测量系统的测量速度可达62次/s,测距精度可达±0.2 mm。该系统具有高速高精度的实时测量性能,可用于高精度激光扫描仪、动态跟踪测量等高速测距系统。

区间测速系统与雷达测速技术的计量比较与发展趋势

该文旨在比较区间测速系统和雷达测速技术在车辆速度监测方面的计量特点,并探讨它们的优缺点以及发展趋势。区间测速系统通过车辆经过两个测速点之间的距离和时间来计算速度,具有较高的准确性和非接触式的特点,适用于需要测量多辆车辆通过某一区间的速度的场合。雷达测速技术利用雷达波的多普勒效应来实时测量车辆的瞬时速度,具有灵活性和广泛适用性。然而,雷达测速技术在计量准确性和多车辆测速能力方面存在一定局限性,并且容易受到外部干扰等影响。文章通过比较计量准确性、检测范围和适用环境、外部干扰和影响,以及多车辆测速能力等方面,全面评估了区间测速系统和雷达测速技术的优劣。此外,还探讨了两种技术的发展趋势,包括技术改进和创新,以及应用领域的拓展和需求变化。研究结果对于交通管理和安全控制提供了决策支持和技术参考,推动测速技术的进一步发展和应用。

盾构隧道近距离下穿高速桥梁加固措施优化研究

文章针对盾构隧道近距离下穿高速桥梁的加固问题进行了研究。首先,介绍了盾构隧道近距离下穿高速桥梁加固的重要性,包括施工安全、桥梁结构稳定性、交通运输连续性和工程质量经济效益等方面。其次,分析了盾构隧道近距离下穿高速桥梁不稳固的原因,包括施工振动、土压力、桥梁结构变形等因素。然后,提出了盾构隧道近距离下穿高速桥梁加固的原则,包括结构安全、施工可行性、经济性和环境友好性。最后,探讨了盾构隧道近距离下穿高速桥梁加固的优化措施,包括结构加固方案的优化、施工工艺优化和监测预警方案的优化等。通过对加固措施的优化研究,可以提高施工安全性、保护桥梁结构的稳定性,并提高工程质量和经济效益。

利用多普勒激光雷达实现距离和速度同步测量

针对车载激光雷达不能同步测量道路目标距离和速度的问题,提出使用伪随机码调制发射光源的幅度,通过计算反射回波与调制码的相关函数测量道路目标的距离,同时计算反射回波与本地信号的差频测量目标的速度。首先,给出车载激光雷达框图并讨论伪随机码调制激光雷达用于同步测距测速所固有的问题;然后,提出一种非等间隔采样信号频谱分析方法分析差频;最后,仿真验证这种频谱分析方法应用于激光雷达测距测速系统的可行性。结果表明,在不改变传统伪随机码调制激光雷达测距性能的基础上,该方法可以同步测量道路目标的速度,且最大可测量速度超过360 km/h。

基于激光测距仪与微惯性测量单元的室内个人导航方法

现有室内定位导航技术大多需要提前部署传感器网络,不适用于应急救援场景。为此,基于激光测距仪与微惯性测量单元提出一种新型的室内个人导航方法,在室内个人导航中引入同时定位与地图创建技术,无须提前部署传感器网络,实时生成室内二维平面图,并通过扫描匹配算法进行导航定位。实验结果表明,与惯性导航定位相比,该方法可以在不同的轨迹与环境下获得更精确的定位结果。

基于现场可编程门阵列的脉冲激光引信高精度实时定距技术研究

采用电子计数法实现脉冲激光引信定距的本质是测量发射脉冲和目标反射回波脉冲的时间差。为实现脉冲激光引信的精确定距,在分析电子计数法时间测量的原理和误差因素基础上,给出了脉冲激光引信高精度实时定距的原理框图,用A ltera公司Cyc lone系列的FPGA芯片实现了时间测量模块,其高速计数器的工作频率达到800MHz,满足脉冲激光引信的精度和实时性要求。在Quartus II软件中进行了后仿真,得到了满意的结果。

六端口技术的发展与应用

六端口测量技术因其能精确测量反射系数及相位而得到迅速发展。介绍了六端口测量技术的基本原理,阐述了六端口测量技术在接收机中的应用,以及六端口测量技术在波达方向、软件无线电、极化测量等方面的一些最新研究进展。分析了六端口测量技术在雷达测速测距方面相对于传统雷达的优势,表明六端口技术在雷达测速测距方面有着广阔的应用前景。

近距离分布式飞弹测量系统硬件设计

介绍了一种应用于靶场的低成本分布式测量系统:在靶场端布设低成本的高速成像设备,通过高速光纤把成像设备所记录的实时数据传送到远端安全区,安全区内接收高速的实时数据,并加以存储、处理。详细介绍了多摄像机低成本近距离布设的方法,所设计的前端高速摄像机、中部光纤传输和后端采集系统的组成和性能指标。最后通过两个实验测试了整个系统的误码率,并给出了提高误码率的方法。该系统不仅可以用于靶场目标测量,而且对远距离大量数据的传输、存储也具有实用意义。

扩展比值插值算法的雷达测距、测速精度分析

脉冲多普勒雷达在进行距离/多普勒测量时,如果按照常规方法直接取距离响应主瓣/多普勒响应主瓣的最大值解算探测目标的距离和速度则测量精度难以有效提高,为了提高参数测量精度,需要对主瓣进行插值处理,针对扩展比值插值算法对雷达测距、测速的精确度进行了分析。

一种矿井风量检测仪的设计

针对目前采用机械式或电子式风速计以及米尺或皮尺测量井巷风量方法存在效率低、精度低、准确性差等问题,提出了一种可实现多参数自动测量的矿井风量检测仪的设计方案,介绍了该检测仪的组成、测量原理及软件设计。该仪器采用超声波探头及超声波时差法测量井巷风速,采用激光脉冲法测量测点与巷壁的距离,经计算得出巷道断面积,将校正后的风速与巷道断面积相乘即得到风量值。试验结果表明,该检测仪测量快速,精度较高。下一步将在井下测试该检测仪的准确性。

时栅角度角速度同步测量方法研究

研究时栅角度角速度同步测量方法,对解决单个传感器同时实现两个参数的测量具有重要理论意义,对自动化控制系统具有实际应用价值。基于时栅的行波理论和其内部存在的多普勒效应,将时栅的角度测量和角速度测量统一到时间基准,建立了相关联的时栅角度和角速度数学模型,从而实现了角度角速度的同步测量。在此基础上进行了实验研究,并与光栅数据进行比对测量来检验角度测量精度和速度稳定性,最终获得±5″的角度测量精度和±0.741%的角速度稳定性,并进行了误差分析。该方法实现了在同一个传感器内部同时对角度和角速度的测量,通过BISS-C接口同时输出角度和角速度信号。

电针足三里、悬钟治疗卒中偏瘫弛缓性足下垂疗效观察

目的观察电针足三里、悬钟治疗卒中偏瘫弛缓性足下垂的治疗效果。方法将60例患者随机分为治疗组和对照组,每组30例。治疗组给予神经发育疗法治疗加电针足三里、悬钟穴,对照组仅给予神经发育疗法治疗。治疗前后进行踝关节主动关节活动度测量、Fugl-Meyer下肢运动功能评定、胫前肌表面肌电信号检测以及10 m最大步行速度测试。结果治疗后两组患者踝关节主动关节活动度、Fugl-Meyer下肢运动功能评分、胫前肌表面肌电信号以及10 m最大步行速度较治疗前有统计学差异(P<0.05),治疗组改善效果较对照组更加显著(P<0.05)。结论电针足三里、悬钟结合神经发育疗法治疗卒中偏瘫弛缓性足下垂有较好临床效果。

结构不对称条件下测速发电机的卡尔曼测速算法

针对基于测速发电机、光电编码器等测速传感器的传统测速系统存在低速测量性能,实时性,对结构不对称、电磁扰动等的抗干扰性等都较差的问题,提出了一种高精度宽范围实时滤波测速方法。以爪极永磁式交流测速电机为例,详细分析了其机械结构特性和工作原理,并在结构不对称条件下建立了爪极永磁式交流测速电机测速模型,提出了一种面向工程应用、计算量小的交互双模自适应降阶无迹卡尔曼滤波算法来实时估计永磁转子转速。该算法同时运行降阶和全阶交互双模自适应算法,当采用降阶估计值保障系统实时性时,在计算耗时较长的全阶算法运行完成一次后修正一次降阶估计值,提高测速精度。仿真结果表明,提出的测速算法对于结构不对称扰动具有良好的鲁棒性,能够适用于宽范围条件下的转速高精度实时跟踪,具有一定的工程指导意义。

基于测速发电机的宽范围实时测速算法研究

针对测速发电机采用传统模拟测速方法容易出现低转速反馈盲区问题,根据测速发电机输出的正弦感应电动势,提出了一种新的数字测速算法,实现了宽范围的实时转速精确测量。所设计的基于单片机的硬件系统架构主要包括测速模块、信号放大模块、A/D转换模块、单片机处理模块和速度输出显示模块等五个组成部分。理论计算和实验结果表明,采用提出的宽范围数字测速算法,各类基于测速发电机的测速系统能够准确、有效地测量电机的高、低转速,效果良好。

基于Golomb序列调制的目标距离速度测量方法

针对连续波激光雷达在同步测量目标距离和速度的应用中存在辐射信号上限峰值功率低、测量极限距离近的问题,提出一种基于Golomb脉冲序列调制的测量信号波形,研究该方法在道路环境中同步测量目标距离和速度的可行性。首先,以一种准连续波,即伪随机(PN)码调制为例分析连续波调制方法存在的发射信号峰值功率低的问题,在此基础上讨论Golomb序列的特征,提出使用Golomb序列调制发射信号提高发射脉冲峰值功率的方法;然后,讨论Golomb序列调制的多普勒信号频谱分析方法和基于数据累加的延迟时间定位方法,实现同步测量目标的速度和距离;最后,在道路目标产生的多普勒频率范围内,通过仿真实验验证该方法的正确性。实验结果表明,在以脉冲序列构成的对多普勒信号平均采样率远低于奈奎斯特频率的条件下,仍然可以通过快速傅里叶变换(FFT)方法获得多普勒信号的频率,从而在发射平均功率恒定的条件下极大提高单脉冲的峰值功率;另外,利用Golomb序列的不等间隔特性,通过数据累加方法可以完成对激光脉冲飞行时间的定位,在保证了速度测量的同时实现对目标距离的测量。

基于UWB的SS-TWR改进方法研究与实现

针对卫星导航信号缺失或极易受扰的条件下,室内快速移动机器人与室外密集飞行的无人机集群必须依靠高精度高实时性相对定位实现运动导航与控制以及个体间避碰,亟需探索时间短、精度高的方法。对UWB测量体制深入研究后,提出时间可估算的单边双向测距(SS-TWR)的改进方法测距系统。系统建立了详细的序列时间分析与估算方法,与常用的双边双向测距(DS-TWR)相比,缩短了距离测量时间,提高了测量频率,减少了错误帧数量;采用有源温补晶振校正时钟,构建修正天线辐射近场区的误差经验模型,并引入卡尔曼滤波对测量结果进行融合估计,降低了测量误差;在室内环境的对比测试实验证明,改进后的SS-TWR精度达到与DS-TWR相当的±5 cm,测距时间小于5 ms。