用于航空相机像移补偿的三轴稳定平台设计与研究

航空相机在工作过程中,由于载机的抖动干扰,拍摄过程中会产生像移,而像移是影响图像质量的主要原因。为航空相机配备一套稳定平台系统是解决像移问题有效的解决办法,稳定平台系统的原理是通过将航空相机成像传感器与干扰隔离来稳定视轴。为了稳定视轴,实现推扫拍摄,这里设计了一种三轴稳定平台,对三轴稳定平台的姿态补偿方式和结构设计进行了研究。通过分析像移对像质的影响,确定了轴系的旋转精度,推导了基于角速度的横滚轴、俯仰轴与航向轴框架交叉耦合的平台补偿方程。然后,根据轴系精度和运动补偿方程,设计并分析了三轴稳定平台结构,通过实验来验证视轴稳定的性能。实验结果表明,平台在载波干扰下具有良好的稳定性能。

电液3-UPS/S并联稳定平台参数振动特性分析

针对电液3-UPS/S并联稳定平台驱动液压缸的压力脉动所产生的参数振动,建立了稳定平台的参数振动方程并利用多尺度法求解了主共振响应与组合共振响应的一次近似解;分析了主共振与组合共振响应特性以及振动幅值在初始工作空间内的变化规律,最后采用四阶龙格库塔法与模态试验对参数振动模型进行验证。结果表明:数值解与理论解之间的最大误差为4.20%,固有频率理论值与试验值之间的最大误差为4.66%,可验证参数振动模型的正确性。

S-RPS-SPS并联机构稳定平台的运动学分析

舰船在海上会受到海浪、海风以及气流等环境影响,从而导致原本需要在稳定环境下工作的器材受到严重干扰,如起吊平台、雷达信号捕捉等。针对以上问题,提出了S-RPS-SPS并联机构稳定平台,该平台可以实现绕X轴横滚角的旋转以及绕Y轴俯仰角的旋转,从而间接消除船体在这两轴上的转动。在SolidWorks软件中建立该并联机构的模型并验证了自由度;选择位姿逆解的方法计算出两条驱动杆长度与动平台位姿角度之间的关系式,在该机构的动平台旋转角度和驱动杆伸缩长度范围内输入不同的角度,得到两组数据,对比了其误差;把计算公式、旋转角度范围以及坐标在Matlab软件中通过算法进行仿真,验证了动平台位姿的准确性。仿真结果表明,该机构在运动学方面的精度和可靠性都得到了很好的保证。

基于互联网平台的健康管理结合稳定肌训练在颈椎病康复护理中的应用

目的探讨基于互联网平台的健康管理结合稳定肌训练在颈椎病康复护理中的应用效果。方法选取2020年1月至2022年12月本院收治的120例颈椎病患者,随机分为观察组与对照组。对照组采用基于互联网平台的健康管理,观察组在对照组基础上采用稳定肌训练。比较两组的颈椎功能及生活质量。结果干预后,观察组颈椎活动度及CASCS各维度评分均高于对照组(P<0.05)。结论基于互联网平台的健康管理结合稳定肌训练可改善颈椎病患者的颈椎功能,提升其生活质量。

两种热身方法对预防健美操运动员脚踝受伤的比较研究

评估健美操标准热身和综合热身两种方法对大学健美操运动员的踝关节背屈范围和平衡能力的影响,进一步判定两种热身方法对预防脚踝受伤的影响。将28名大学健美操运动员随机分配到健美操标准热身对照组(n=11)和综合热身实验组(n=17)中,所有参与者都进行7 min跑步热身。综合热身组进行闭眼单腿站立、平板支撑和腓肠肌拉伸训练;标准热身组进行健美操常规热身和瑞士球核心稳定性训练。两种热身训练每周进行3次,持续10周。10周后,对28名大学健美操运动员进行稳定平台和弓步踝关节背屈测量。实验组运动员的踝关节活动度增加,足底压力中心位移减少;对照组运动员的踝关节活动度和身体平衡参数均无显著变化。实验结果表明,10周的综合热身训练可以改善运动员踝关节活动度,提高平衡能力,对预防大学健美操运动员踝关节损伤起到关键作用。

基于关节空间位形优选的稳定平台运动学标定

船舶姿态稳定平台装载作业时,其作业精度必须要满足工程实际的需要.传统的方法难以建立包含全部误差源的误差模型,因而针对3-UPS&S姿态稳定平台的运动学标定问题,从关节空间的角度切入,建立了基于驱动关节等效误差的模型,并开展了基于关节空间的位形优选工作.首先,使用伪误差理论建立了驱动关节等效误差模型,其将稳定平台工作空间各维度相互耦合的姿态误差解耦并转化为关节空间等效驱动关节误差,并借助4阶幂多项式将后者描述为随位形变化的函数,从而构建了稳定平台整机误差辨识模型.其次,采用三坐标测量臂制定姿态误差测量方案,建立可解耦至关节空间的参数辨识方法,并开展离线辨识和误差实时在线补偿.在解耦至关节空间参数辨识的基础上,着重研究如何在关节空间中开展测量位形优选工作,以提升平台的姿态补偿精度.通过对各驱动杆离散化处理获得稳定平台的可达工作范围,而后基于残差分析理论定义了位形优选指标,并采用Exchange-Add-Exchange算法对位形优选的约束问题进行优化分析,利用计算机开展仿真实验获取了最佳测量位形.最后,根据测量方案,采用三坐标测量臂获取样机姿态误差数据并开展误差补偿实验,验证所提方法的正确性和有效性.实验结果表明,稳定平台的姿态体积精度由标定前的0.487°降低为0.065°.

依托稳定平台的惯性导航教学探索

为提升惯性导航在军工行业背景中的特色教学效果,教学组对“惯性导航技术”的课程教学方法进行实践性改革:突出陆用惯性技术教学模块,开发实验性教学案例模块;依托稳定平台拓展课程教学实践,将“小、中、大”型稳定平台设计控制与“双创”赛事结合。实践表明,该课程教学改革可有效促进本科生对专业知识的理解,提高实践能力和创新素养。

基于ESO的车载并联稳定平台快速非奇异终端滑模控制

针对车载并联稳定平台受到多源干扰影响姿态稳定问题,提出了一种线性扩张状态观测器复合快速非奇异终端滑模控制方案。首先,建立并联稳定平台系统模型;然后,设计姿态环扩张状态观测器对系统多源干扰进行扰动估计,基于干扰估计值设计姿态环复合快速非奇异终端滑模控制器;接着,基于李雅普诺夫定理证明快速非奇异终端滑模控制器的稳定性;最后,在车载并联稳定平台上完成所设计控制器的仿真和实验验证。结果表明:所设计的控制器提升了车载并联稳定平台姿态控制的响应速度和抗干扰性能。

船载应急通信技术研究及系统验证

文章研究了海上应急通信技术,探讨了构建我国船载应急通信系统所需关键技术。首先,对海上应急通信的技术现状进行了分析;然后介绍了船载应急通信中的无线电通信技术、卫星通信技术、应急感知技术及应急通信调度技术,在此基础上,提出了船载应急通信系统设计方案以及通信载荷模块化设计思路;最后,通过试验验证该船载应急通信系统的可行性和有效性。研究结果表明船载应急通信系统满足海上应急通信的需求,可与岸基的应急通信系统配合形成“空天地海”的一体化应急通信方案。

改进型干扰观测器在稳定平台伺服系统中的应用

为提高稳定平台伺服系统对各种扰动的抑制性能,将一种改进型干扰观测器应用到了平台系统中,该改进型干扰观测器在经典干扰观测器的基础上新增了一个补偿系统输出的控制结构。文中对改进型干扰观测器的性能进行了详细分析,并对存在模型摄动时的鲁棒稳定性进行了推导,同时给出了低通滤波器Q(s)的设计原则。最后通过数值仿真分析表明,改进型干扰观测器能够较好地消除外部干扰和模型摄动的影响,改善了测量噪声的抑制性能。

川东北下三叠统飞仙关组鲕粒滩白云岩同位素地球化学特征

川东北地区下三叠统飞仙关组为浅海碳酸盐岩夹泥页岩与蒸发岩序列,而在碳酸盐岩台地边缘通常发育一些白云石化的鲕粒滩。这些鲕粒滩白云岩储集层是川东北地区主要的产气层,一些学者认为该套白云岩为大气淡水与海水的混合水白云石化成因,另外一些学者将其视为回流—渗透白云石化成因。飞仙关组鲕粒滩白云岩稳定同位素氧值一般为-6.73‰～-3.65‰(PDB),平均值为-4.89‰(PDB)(罗家寨地区为-10.81‰(PDB)),稳定同位素碳值一般为+0.57‰～+3.00‰(PDB)。对基质和孔洞中充填的鞍状白云石和亮晶白云石胶结物而言,稳定同位素87Sr/86Sr值为0.70735～0.70800。这些有关鲕粒滩白云岩的数据表明白云石化作用是在埋藏条件下进行的。在测定流体包裹体的均一化温度后,计算出白云石化流体稳定同位素氧成分(δ18O白云石-δ18O水=[3.2×106T-2]-1.5,来自Friedman和O'Neil(1977)),其平均值约为+4‰(SMOW)。根据流体稳定同位素氧、碳成分与海水蒸发时流体盐度的正相关性,计算出流体δD平均值约为+25‰(SMOW)。流体包裹体盐度测定表明,白云石化流体是一种超盐度卤水,其盐度是海水的数倍,白云石化的温度为90～130℃。由于下三叠统鲕粒滩白云岩的稳定同位素氧和碳成分与上二叠统生物礁白云岩的稳定同位素氧和碳成分类似,因此,它们的白云石化流体很可能是同一来源。然而,这一结论还有待于进一步研究。

高体份SiC/Al复合材料在无人机载光电稳定平台中的应用

采用无压浸渗复合方法并利用自行研制的专用工艺设备,用高体份(55%～57%)SiC/Al复合材料制备了机载光电稳定平台的内框架,并将其作为有效载荷的主承力框架。由于该材料结构承载功能优异(弹性模量为213GPa,比模量比铝合金、钛合金及钢高出近2倍),热控功能好(其热膨胀系数低于钛合金,热导率接近纯铝,达到235W/(m·K),与常用的铝合金材料相比,整个内框架最大变形量减少了60%,基频提升了65%,轻量化效果的并减低了热控负荷。检测结果表明,系统的稳定精度达到20μrad。本项研究首次将SiC/Al复合材料应用于机载光电稳定平台,为航空新材料的应用做出了有效的探索。

稳定平台的自适应逆控制

为提高稳定平台的性能指标,满足其高精度、快响应的要求,实现对目标的实时跟踪,对稳定平台的控制方法进行了研究。首先,根据自适应逆控制的基本原理设计出稳定平台自适应逆控制系统的结构。然后,采用模型参考自适应逆作为控制器来完成稳定平台转轴的控制并尝试利用其开环特性来改进稳定平台的控制性能。稳定平台模型辨识和控制器的设计算法都采用最小二乘法(LSM),最后分别采用传统的PID控制和自适应逆控制分析比较其输出效果。仿真结果显示,采用自适应逆控制时的定位精度可达29″,表明采用自适应逆控制的稳定平台具有响应快、无超调、抗干扰能力强以及稳态误差小等优点,其动、静态性能均优于常规的PID控制。

一平移二转动并联稳定平台拓扑结构设计

基于方位特征集理论和单开链单元,研究了少自由度并联稳定平台拓扑结构设计方法。并以运动输出为一平移二转动并联稳定平台为例,阐述了少自由度并联稳定平台拓扑结构综合的详细步骤,对包含有一平移二转动输出的单开链支路进行了分析与研究,并选出符合条件的单开链进行排列组合,得到了多种符合条件的拓扑结构类型。设计人员可根据此方法得到支路结构和拓扑参数特征选择最优机型。

捷联式天线稳定平台动力学建模与仿真分析

对于体积有限制的战术导弹应用,导引头天线伺服系统的体积受到严格限制,传统的速率陀螺稳定平台的应用受到挑战,为此提出采用捷联稳定方式来解决视线稳定问题.根据弹载捷联式天线平台的结构特点及稳定原理,应用坐标变换方法,完整地建立了两自由度捷联式天线平台的运动学与动力学模型.通过分析平台框架运动学耦合关系,表明捷联稳定方式与速率陀螺稳定方式的基本区别在于信息的获取和控制方式上,速率陀螺稳定方式是一种直接硬件稳定方法,而捷联稳定方式是一种软件补偿方法.在此基础上,对框架动力学耦合特性进行了数值仿真,结果表明:弹体对框架的耦合较强,需要进行弹体解耦,而框架之间的交叉耦合相对较弱,实际设计时可以忽略.所得结果为进一步研究捷联式天线稳定平台提供了理论基础,也为小型化导引头视线稳定平台系统的工程设计提供了一种解决方案.

基于SIMULINK的惯性平台稳定系统的建模与仿真

针对惯性平台稳定系统伺服回路的结构特点,运用SIMULNK 工具箱,对惯性平台稳定系统进行了建模、仿真与分析。在系统参数的选取满足一定的动静态性能要求的条件下,分别研究了干扰力矩和放大器饱和等因素对系统响应的影响,为INS 组合导航系统的仿真实验研究提供了稳定平台,大大降低了实验研究成本。

船用静电陀螺导航仪方案研究

提出了空间稳定平台结构配置的船用静电陀螺导航仪方案,该方案具有结构简单,体积小,重量轻,无平衡环锁定,全姿态工作的优点。详细地推导了静电陀螺导航仪的基本导航方程,比力方程、速度方程和位置方程。

捷联式自动垂直钻井稳定平台控制系统仿真研究

自动垂直钻井系统是一种能够自动有效控制井斜、保证钻头始终沿垂直方向钻进的机电液一体化集成钻井装置,可有效解决高陡构造地层防斜打快问题。以胜利石油管理局钻井工艺研究院自主研发的捷联式自动垂直钻井系统为背景,对其稳定平台的结构和工作原理进行分析,在钻进和纠斜2种不同的工作模式下稳定平台采用不同的控制结构,并在Ansoft/Simplorer环境中建立了控制系统的仿真模型。仿真分析结果表明,所设计的控制方法动态跟踪特性良好,稳态偏差较小,具有较强的抗干扰特性,为捷联式稳定平台控制系统的进一步开发和优化提供了理论基础。

智能车辆捷联视线稳定跟踪平台设计与实现

基于智能车辆环境识别传感器系统的特点,设计了隔离车体角运动,提供稳定传感器视线给智能车辆环境识别传感器系统的捷联稳定跟踪平台系统。详细分析了稳定平台系统的机械结构、伺服机构和捷联稳定算法,实时通信测试和动态性能检测试验表明,车载捷联视线稳定跟踪平台系统的设计满足智能车辆使用要求,为智能车辆的自主驾驶奠定了应用基础。

基于虚拟样机技术的球形机器人运动仿真研究

使用UGNX和ADAMS,研究了一种具有稳定平台的、非完整的全向滚动球形机器人的虚拟样机建模和运动仿真。通过对球形机器人虚拟样机模型的转化,解决了ADAMS软件不支持球壳与平面间的约束,无法模拟球壳在平面上滚动的问题。结合典型实例,对球形机器人的运动情况进行了仿真。仿真结果表明该球形机器人的内置稳定平台在球体全向滚动过程中始终保持稳定的姿态,而不随球体一起滚动。这为物理样机的研制提供了可靠的参考依据。