军校实验室管理和信息化建设

为了提高军队院校实验室管理水平和信息化建设,结合第二炮兵工程大学的实际情况,首先就军校实验室在实验师资队伍建设、信息化建设、实验室分散管理、跨学科建设以及开放性实验室管理等方面存在的主要问题进行了分析,并从加强仪器设备信息化管理、实现实验室网络化管理信息系统、加强实验室之间的合作交流、合理开发实验室以及建设高素质的实验师资队伍等方面探讨了解决问题的办法和手段。这些措施对于提高实验室管理水平和信息化建设具有一定的借鉴作用。

加强军校实验室建设,促进任职教育发展

军校任职教育是指为了使培养对象获得适应某一军事岗位需要的专业知识和技能而进行的培训模式,已经成为军校教育体系的重要组成部分。加强实验室建设,对于进一步推动任职教育发展和加快培养创新型高素质的军事职业人才,具有十分重要的意义。根据任职教育的自身特点,从更新教育观念、改善实验教学条件、改革实验教学内容和方法、加强实验师资队伍建设等方面探讨了实验室建设的方法和途径,从而进一步促进任职教育的发展。

液压泵检测诊断技术的研究现状与发展趋势

液压泵检测诊断是液压系统故障诊断的重要组成部分。分析了常见的液压泵故障及成因,归纳了液压泵检测诊断的一般流程。从检测信号选取与点位优化、信号处理以及故障诊断策略三个方面对该技术领域的研究现状进行了详细阐述。最后,对液压泵检测诊断的不解体化、高精度化、复合化和网络化的发展趋势进行了探讨。

应用启发式实验教学,培养军队创新人才

实验教学是高校教学的重要环节,在对学生的实践能力和创新能力的培养方面有着理论教学无法替代的重要作用。传统的实验教学方法通常是"照方抓药"式的实验方法,无形中限制了学生的想象力和主动参与的意识,独立思考和创新能力得不到发挥,"启发式"的实验教学方法是在教师的引导和启发下,由学生自己独立思考、独立完成实验项目的教学方法,有助于提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力,有利于学生创新意识的培养。

军队院校实验仪器设备有效管理探讨

仪器设备是高校实验教学的重要组成部分,是军队院校培养适应武器装备发展和军事斗争准备的创新型人才的重要硕士生导师,保障,是衡量学校实践教学、科研创新及整体实力的重要标志之一。随着军队院校对硬件设施建设投资力度的不断加大,实验教学和科研创新用的仪器设备的种类和数量大大增加,在客观上要求对仪器设备进行有效的、科学的管理。文中分析了当前军队院校实验仪器设备管理中存在的问题,并探讨了一些改善实验仪器设备管理的方法,对提高实验仪器设备的有效管理水平有一定的借鉴作用。

军队院校专业课程实验考核模式探讨与实践

专业课程实验是以检验学生对专业理论知识的掌握程度和提高学生动手能力、分析解决问题能力为主要目标的教学活动,是人才培养的重要手段。实验教学的过程和目的不同于理论教学,实验教学的考核方法也不同于一般理论课程的考核。该文结合多年的实验教学经验,提出了实验课程分阶段考核模式,并应用在本专业2009级、2010级和2011级学生的考试上,取得了较好的效果。

一种任意二位置陀螺寻北模型及其数据处理技术

为提高寻北系统的寻北效率,提出了一种任意二位置陀螺寻北模型,可以在相差较小的2个位置进行信号采集,减少转台转动时间,在一定程度上节省了整个寻北过程的时间。为进一步提高寻北精度,引入小波阈值消噪方法,提出了一种新的双参数可调阈值函数,表达式简单,无需分段取值易于计算。研制原理样机进行了任意二位置寻北试验,结果表明:160 s内的寻北精度优于0.02°,在一定程度上节省了寻北时间,新阈值函数消噪大大提高了寻北精度。

经纬仪自动调焦电机精密伺服控制技术研究

调焦电机直流伺服系统的设计是实现电子经纬仪自动调焦的重要环节。针对调焦电机频繁起停换向过程中受摩擦、力矩波动等干扰影响大、难以精确定位和传统PID控制效果不佳等现象,提出了一种基于PIDNN和干扰观测器相结合的直流电机控制方法。在建立三闭环直流伺服系统的基础上,利用了PIDNN兼具神经网络、传统PID控制优点的特性和干扰观测器对各种不确定干扰的观测、补偿作用;并对电机运动特性进行了4-5-6-7插值轨迹规划,以减弱或避免起停冲击和由此带来的振荡。通过对比仿真实验验证了该控制策略的有效性,其响应速度、鲁棒性、抗干扰性和定位精度等性能得到了明显改善。

基于旋转调制技术的高精度陀螺寻北仪

陀螺动态寻北算法目前普遍采用动态测试结合数据拟合的方法,针对此方法处理动态测试数据存在去噪效果不强、数据存储运算量大的缺点,提出一种基于互相关函数消噪的快速动态寻北方案,推导了寻北原理公式。该方法先利用连续恒速的机械旋转将激光陀螺和加速度计的输出信号调制成一定频率的三角调幅波;然后,根据互相关函数同频相关,不同频不相关的性质,取两路相同频率的基准信号分别计算与陀螺和加速度计输出信号的互相关函数,以消除惯性器件漂移和噪声对寻北精度的影响。仿真结果表明,新算法可实现全姿态下的高精度陀螺寻北,30 s的方位角和姿态角误差小于0.01°。寻北实验结果表明,该算法对惯性器件测量过程中的各类噪声有很好的抑制作用,5 min寻北标准差达到32.7″,基本满足高精度寻北的需求。

基于驱动端电流检测的电磁阀故障诊断研究

提出基于驱动端电流检测的电磁阀故障诊断方法,研究了电磁阀驱动端电流特性及故障阀电流特征分析和识别方法。利用AMEsim软件搭建电磁阀的机、电、液模型,分析其驱动端电流与阀芯位移的关系;采集正常、弹簧断裂、阀芯轻微卡滞和阀芯完全卡死4种状态下的电流信号,分析不同状态的电流特征;针对驱动端电流为直流阶跃信号的特点,选取电流变化率为特征曲线,采用"能量-故障"的诊断方法,利用3层小波包分解对信号进行重构,并提取相应频带能量作为特征向量;利用前馈反向传播(BP)神经网络对提取的特征向量,对电磁换向阀模式识别和故障诊断。实验结果表明:基于"能量-故障"的诊断方法能较好地区分电磁阀的不同状态,并且经过训练的BP神经网络能够准确判别电磁阀的正常、弹簧断裂和阀芯卡死3种状态。

高速开关阀控液压缸的位置控制

为了研究高速开关阀在液压缸位置控制系统中的应用,在分析高速开关阀流量特性的基础上,针对高速开关阀流量控制存在的死区和饱和区,利用脉频调制（PFM）和脉宽调制（PWM）相结合的控制方式对高速开关阀进行补偿,使其流量线性化。在液压缸控制过程中,针对纯反馈的滞后性和前馈控制抗干扰性差的特点,提出了前馈-反馈的控制策略,即对高速开关阀提前给定一定频率和占空比的脉冲信号,利用模糊算法实时调整高速开关阀的工作频率和占空比,对液压缸中活塞的位移误差进行修正,以达到对液压缸中活塞位置的精确控制。利用节点容腔法建立了液压缸的进油和回油支路的流量与力学方程,并在Simulink环境下建立起仿真模型,通过FESTO液压实验平台搭建油路进行实验验证,得出了仿真与实验情况下的液压缸中活塞位移及高速开关阀的频率、占空比特性曲线。仿真与实验对比结果表明：综合运用模糊控制修正的前馈-反馈控制策略与PWM-PFM相结合的控制算法,可有效实现液压缸中活塞位置的精确控制,其误差可控制在-0.3-0.3mm内。

高速开关阀流量非线性分析及补偿控制验证

针对高速开关阀流量控制中存在的死区、饱和区和非线性区问题，在对比脉宽调制（PWM）控制及传统PWM补偿控制的基础上，提出了两种非线性控制方法，基于死区和饱和区分段补偿的PWM控制和脉宽调制-脉频调制（PWM—PFM）控制。基于这两种非线性控制方法，分析高速开关阀的流量特性，并搭建了高速开关阀控制液压缸位置回路，从仿真和实验的角度，对比分析高速开关阀在PWM控制、传统PWM补偿和文中提到的两种非线性控制下的液压缸位置控制特性。研究结果表明：两种非线性控制方法分别从占空比和工作频率的角度对高速开关阀的死区、饱和区和非线性区进行补偿，使高速开关阀在0％～100％占空比范围内流量线性化；在仿真与实验验证中能够有效解决由于流量控制死区和饱和区所造成的液压缸启动和到位过程中误差较大的问题。

基于光学运动捕捉数据的虚拟人下肢运动控制方法

由于被动式光学运动捕捉设备只能捕捉人体关键关节的运动信息,介绍了一种简化的虚拟人体骨架结构模型;在此基础上根据光学运动捕捉数据的获取过程,分析了虚拟人体运动数据误差的来源。重点针对由于运动捕捉数据连续性不足造成的虚拟人下肢运动连续性差等问题,为加强对虚拟人运动过程的控制,提出一种对关键关节点运动数据平滑处理,再基于逆向运动学计算下肢运动链其它关节点运动信息的运动控制方法。通过实验和分动箱虚拟维修训练平台证明了该方法的有效性和实用性。

高速开关阀在液压缸起动与到位过程中的速度控制研究

为了研究液压缸起动和到位过程中的速度控制问题,设计了高速开关阀与液压缸并联连接的油路,即将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与无杆腔之间。分别针对液压缸起动和到位两个过程的速度控制问题,开展了仿真与实验研究。研究结果表明,高速开关阀能有效降低液压缸起动时的活塞最大加速度和到位时的活塞末速度,实现起动过程和到位过程中的速度控制。

方波磁光调制测量在航天器对接中的应用

为了精确测量航天器对接过程中最终逼近段航天器间的滚转角,设计了基于方波磁光调制的滚转角测量系统。利用法拉第磁致旋光效应并结合马吕斯定律,建立了方波磁光调制后输出信号的模型;通过分析输出信号的特点,推导了输出信号与滚转角之间的关系方程;利用滚转角变化过程中输出信号的增减性组合去除了方程的增根,最终得到了基于方波磁光调制的滚转角测量模型。仿真结果表明:文中提出的方法理论测量精度高,可测量-90～90°间的滚转角,优于传统方法。此外,利用方波信号调制具有数据采集简单、信号处理难度低等优势,是实现高精度大范围测量航天器间滚转角的一种新方案。

基于数字天顶仪的双轴倾角仪研究

数字天顶仪在进行天文定位的过程中存在轴系偏差.为了高准确度地进行倾角补偿,在考虑倾角仪参量的基础上精确推导了倾角的输出数据,并分析了倾角仪参量的准确度对定位结果的影响.得出当倾角仪双轴尺度系数变化值的平方和小于10-6时,倾角仪标定参量的变化对定位结果的影响可以忽略.对数字天顶仪的倾斜角和测站点位置准确度对倾角仪参量的标定准确度的影响进行了分析,结果表明倾角在大于100″时参量标定的准确度较高,当测站点位置误差小于0.23″时对于标定参量的影响较小.

转台误差对数字天顶仪轴系误差的影响

针对数字天顶仪在定位过程中存在的的轴系偏差,研究了如何对光轴与旋转轴、旋转轴与垂直轴之间的角度偏差进行补偿的方法。为了高精度地解算出测站点位置垂直轴的天文坐标,采用对称位置的两幅星图直接解算旋转轴的坐标,从而避免了光轴与旋转轴之间的补偿。采用双轴倾角仪测量倾角,并对旋转轴进行倾角补偿得出垂直轴的位置坐标。考虑进行轴系补偿时,转台误差会对旋转轴坐标和倾角补偿造成影响,分别研究了转台误差对于旋转轴以及倾角补偿的影响,并得出了转台误差的范围。实验结果表明:当测站点纬度的绝对值小于或等于88.3°时,转台误差必须小于或等于35″;当测站点纬度的绝对值大于88.3°时,转台误差值要小于|1 166.8cosδ|″。在对称位置解算测站点位置坐标时,必须提高转台的精度,以减小转台误差对于定位精度的影响。

基于MTF辅助正焦判断的自动调焦搜索算法

针对传统爬山搜索算法受调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦的问题,提出一种基于调制传递函数辅助正焦判断的自动调焦搜索算法.该算法对爬山法进行改进,在选择图像清晰度评价函数基础上,同时考虑图像的调制传递函数值,综合判断搜索方向;采用改进的刃边法,在自动完成刃边区域选择的基础上,可精确计算图像的调制传递函数值,并给出了改进算法的原理和实现.为了衡量改进算法的性能,验证调焦系统成像效果,分别考虑搜索算法对不同调焦初始位置以及环境变化影响,在经纬仪自动调焦系统平台上展开算法的调焦实验分析.实验结果表明改进的自动调焦搜索算法能有效地排除局部极值干扰,使系统准确、可靠的调焦.

基于小波包分解与DAG-SVM的柱塞泵故障诊断

针对柱塞泵检测诊断中故障特征模糊、成因复杂、难以准确定位的问题,结合决策树与支持向量机提出一种基于小波包分解与DAG-SVM的柱塞泵故障诊断方法。该方法预先对所用C-SVM和RBF核函数的参数进行优化,而后采用db5小波包对泵体振动信号进行三层分解以提取特征向量,将特征向量输入支持向量机完成其训练及模式识别过程。同时设计了柱塞泵故障诊断的一体化装置,通过模拟不同故障,利用已知故障样本完成支持向量机的训练过程,进而对待测样本进行故障模式识别。诊断结果与样本已知状态相符,验证了该方法的准确性。

摆式陀螺复合式全方位快速寻北

由于现有摆式陀螺寻北仪对初始架设方位要求严格,难以实现全方位的快速寻北,本文提出了一种复合式全方位快速寻北方案。研究了该方案涉及的摆式陀螺大偏北角运动规律、全方位的快速预定向和小偏北角的快速粗寻北和精寻北。根据刚体动力学原理建立了摆式陀螺大偏北角运动方程,运用数值分析和曲线拟合方法求得方程的近似解析解。依据上述运动规律,分析了1/2周期和1/4周期全方位步进预定向的寻北时间和寻北效果,并对寻北策略进行了优化。在分析曲线拟合快速粗寻北和步进快速限幅法的基础上,提出了一种快速步进粗寻北限幅方法。最后,结合上述方法和光电积分法,提出了一种复合式全方位快速寻北方案。仿真结果表明:优化后的步进策略可以在190s内将陀螺主轴步进到真北±300′以内;快速步进粗寻北限幅法可以在95s内完成小偏北角粗寻北和限幅;复合式寻北总时间不超过11min。结果显示该寻北方案有效克服了对初始架设方位的限制。