立式电机模态仿真与实验研究

振动是电机的重要性能指标。本文在MSC.NASTRAN仿真环境下,利用有限元方法对立式电机进行了电机整机的模态仿真,得到了整机的前五阶固有振动频率、振型等参数值。根据仿真结果,分析了整机的危险位置和振型。进行了电机模态试验,验证虚拟样机和数值模拟的有效性。结果表明,系统不会发生共振。最后,在力学分析的基础上对结构进行优化,为立式电机的改进和振动测试提供了参考。     

基于Simulink的高精度重力仪稳定平台水平误差仿真

给出陀螺稳定平台水平误差的数学模型，然后介绍了Simulink的稳定平台水平误差建模方法，并建立了系统的Simulink仿真图形模型，对稳定平台水平误差及其；引起的重力仪测量误差进行了仿真，并对仿真结果进行了分析。该仿真方法避免了求拉氏变换和拉氏反变换所带来的大量运算，不仅能保证误差分析的精度，而且使系统的误差分析过程变得容易、直观、迅捷。Simulink仿真表明，稳定平台不水平引起的重力仪测量误差为2．12mGal，远大于重力仪的设计误差0．5mGal。因此，必须补偿水平加速度引起的重力仪测量误差。     

双反射技术对自由射流三维速度场的测量及显示

应用摄影测量和图像处理技术对自由射流的三维速度场进行了ＰＩＶ测量。构造了一种全新的双反射测量技术，使得二维测量中的多点同步和空间定位得到解决和提高。在精确计算了水与空气的折射关系之后，两幅像片间的同名点寻找更加可靠。重建和再现了ＰＩＶ中射流的连续三维瞬态粒子分布场和速度矢量场。     

单相旋转型驻波超声电机的数学模型及仿真

尽管单相驱动的旋转型驻波超声电机的原理样机早巳研制成功，但对这类电机的运动机理的研究却一直局限在定性分析上。本文将从能量角度，根据Hamilton变分原理，定、转子摩擦界面采用纯滑动模型建立了该种电机的数学模型；并根据此模型，用MATLAB语言作了计算机仿真，得到了该种电机的开、关过程动态响应。     

基于MATLAB的GPS软件接收机捕获与跟踪算法实现

研究了GPS软件接收机的捕获和跟踪算法,并基于Matlab软件平台和射频前端在PC上实现了GPS软件接收机样机。介绍了GPS软件接收机的结构和数据采集硬件,讨论了GPSC/A码的特性、产生原理以及捕获过程。针对传统的串行搜索算法慢的缺点以及高动态GPS软件接收机的特点,在该样机中实现了快速的基于循环卷积的并行捕获算法,并联合使用超前滞后环和对相位反转不敏感的科斯塔斯锁相环分别对码相位和多普勒频偏进行跟踪,解调得到导航电文。仿真和测试结果表明,使用GPS软件接收机进行信号处理的思想使用户在算法处理和软件升级等方面具有更大的灵活性,可应用于下一代任何全球导航卫星定位系统(GNSS)和空基增强系统(SBAS)接收机的设计。     

航空遥感三轴惯性稳定平台双速度环控制

航空遥感三轴惯性稳定平台用于稳定成像载荷,获取高分辨率的遥感数据。针对惯性稳定平台视轴稳定控制中单速度环对干扰力矩抑制的不足,提出采用以编码器进行数字测速构成速度内环、利用速率陀螺构成速度外环的双速度环复合控制方案,将稳定回路抗内部干扰功能和隔离外界干扰功能分开设计实现,以提高系统稳定精度。分别对单速度环和双速度环对扰动的抑制能力进行了理论分析和对比,并在理论分析基础上,对单速度环和双速度环的扰动抑制能力进行了Matlab仿真分析和实验验证。结果表明：与单速度环相比,双速度环可明显减小质量偏心、摩擦等主要内部干扰以及外部基座低频扰动造成的稳态误差,静基座摇摆伺服稳定角速度RMS值减小了52.3%,静基座调平姿态精度RMS值减小了22.1%,动基座调平姿态精度RMS值减小了37.4%。     

基于Simulink和FlightGear软件的机载惯性测量单元仿真

包含动力学和运动学特性的机载IMU数据对于飞行对准等惯性系统算法研究具有重要意义。基于人在回路仿真的思想,设计了一种可包含完整飞机模型,不需要设计特定的自动驾驶仪,来实现任意机动下机载惯性测量单元仿真的方案。给出了惯性测量单元仿真模型,设计了基于Simulink、AeroSim模块集及FlightGear模拟飞行软件的新方案,实现了一个机载惯性测量单元的仿真模型,该模型采用飞行摇杆,由人实现对飞机的控制和机动飞行。仿真结果表明,采用该仿真方案,避免了复杂的自动驾驶仪设计,可以得到机动飞行条件下的机载惯性测量单元仿真数据和导航参数基准数据,方案切实可行。     

基于参数辨识α-β-γ滤波的自适应调整跟踪窗算法

针对传统a-β-γ滤波器受跟踪精度与收敛速度之间的矛盾以及系数固定的影响而难以跟踪强机动性目标的局限性,设计了一种基于参数辨识的自适应的a-β-γ滤波跟踪器.该滤波器根据目标机动性的变化,利用跟踪误差调整模糊集系统的输出,在保证精度的前提下,得到自适应的系数值,使跟踪结果快速收敛,很好地解决了跟踪精度与收敛速度之间的矛...     

数控机床电机散热温度场的数值模拟研究

电机作为数控机床的核心部件,其性能影响着机床主轴系统的精度、电机效率和使用寿命.因此,合理设计高速电机的结构使其处于最佳的温度场,了解电机在运行过程中各空气区域内的速度及温度分布非常重要.本文以某机床的电机定转子作为研究对象,利用CFD软件对转子通风道的设计方案进行数值模拟,通过数值模拟分析电机内部的流场温度场及流场分布.根据模拟结果进行优化设计,在转子和定子之间进行单排孔和双排孔的优化方案设计,通过温度分布确定最佳设计方案,为电机转子通风道的散热优化设计提供有意义的参考.     

基于Kalman预测器的改进的CAMShift目标跟踪

CAMShift目标跟踪算法遇到目标被遮挡时容易陷入局部最大值,对快速运动目标容易跟踪失败,且无法从失败中复原。针对该问题,利用Kalman预测器改进CAMShift算法。首先利用Kalman预测器预测下帧图像中目标的位置,以此位置为中心确定CAMShift算法进行目标跟踪的搜索区域;然后利用目标匹配时的Bhattacharyya系数及目标大小来判断目标是否被遮挡以及被遮挡的程度。如果没有被遮挡,则用CAMShift算法得到的目标位置更新Kalman预测器中参数;如果遮挡不严重,则用Kalman预测器的预测值作为目标的位置和大小,且用该组值更新Kalman预测器中参数;如果遮挡非常严重,则用Kalman预测器的预测值作为目标当前位置,目标大小为固定值,用该组值更新Kalman预测器中参数。实验结果表明,改进算法能够准确地跟踪被遮挡目标和快速运动目标。     

控制力矩陀螺框架伺服系统的超低速测速方法

在超低转速下,有限的转速测量分辨率是影响控制力矩陀螺框架伺服系统控制性能的一个重要因素.在分析转速分辨率对超低速控制性能影响的基础上,提出了一种基于多周期后向差分的转速计算方法,可提高测速分辨率并保证测速带宽.针对后向差分带来的相位延迟会限制测速分辨率进一步提高的问题,在选取合适的差分周期基础上,采用Kalman预估器对框架转速进行预估,进一步提高了框架转速的测速分辨率及测速带宽.通过仿真表明,所提出的测速方法将转速分辨率提高了两个数量级,解决了框架伺服系统在超低转速下由于有限的转速测量分辨率造成的爬行现象.     

Application of Modelica/MWorks on modeling,simulation and optimization for electro-hydraulic servo valve system

Electro-hydraulic servo valve is a typical complicated multi-domain system constituted by mechanical, electric, hydraulic and magnetic components, which is widely used in electro-hydraulic servo systems such as construction machinery, heavy equipment, weapon and so forth. The traditional method of modeling and simulation of servo valve is based on block diagram or signal flow, which cannot describe the servo valve system from components level nor be used in modeling and simulation of overall servo systems. In the procedure of traditional method, computational causality must be involved in modeling of servo valve, which is inconvenient to execute modification on components or parameters. Modelica is an object-oriented modeling language which is suited for large, complex, heterogeneous and multi-domain systems. The key features of Modelica are multi-domain, object-oriented and non-causal, which are suitable for modeling of servo valve and make the model readable, reusable, and easy to modify. The simulation results show similar curves with traditional method. This new servo valve modeling and simulation method can provide the engineers a more efficient way to design and optimize a servo valve and an overall servo system.     

ON GENERAL TYPE OF DIGITAL OPTIMAL PREVIEW SERVO SYSTEM

ＯＮＧＥＮＥＲＡＬＴＹＰＥＯＦＤＩＧＩＴＡＬＯＰＴＩＭＡＬＰＲＥＶＩＥＷＳＥＲＶＯＳＹＳＴＥＭ（廖福成）（江上正）（土谷武士）（于欣）ＯＮＧＥＮＥＲＡＬＴＹＰＥＯＦＤＩＧＩＴＡＬＯＰＴＩＭＡＬＰＲＥＶＩＥＷＳＥＲＶＯＳＹＳＴＥＭ￥ＬｉａｏＦｕｃｈｅｎ...     

基于模糊自适应强跟踪滤波的惯性/地磁组合导航方法

针对在量测噪声统计特性发生变化时,基于滤波算法的惯性/地磁组合导航系统存在精度下降甚至发散的问题,提出了一种基于模糊自适应强跟踪滤波算法的惯性/地磁组合导航方法,该方法通过制定模糊规则,实时监控系统残差变化,自适应地调整柔化因子的大小,即增强了滤波器对时变噪声的跟踪能力又保证了滤波器处理当前信息的能力.仿真结果表明:该方法能够很好地抑制纯惯性导航系统随时间累积的误差,而且在量测噪声统计特性发生变化时,系统误差没有出现明显的跳变,保证了整个导航系统的精度,提高了系统的鲁棒性.     

多重故障模式下的电动伺服系统故障建模方法

针对电动伺服系统的多重故障建模问题,提出了基于仿真模型重构和故障模型嵌套组合的多重故障建模方法。将电动伺服系统划分为若干功能单元,在各功能单元仿真模型基础上,提炼故障描述函数,利用统一故障表达式构建各功能单元故障模型。为了有效描述系统多重故障,提出了功能单元内多故障模型逐层嵌套+功能单元间故障模型组合的故障建模方法,重点分析并给出了不同类型多重故障的故障模型嵌套原则。仿真分析和实验验证结果表明,所建立故障模型可有效描述多重故障发生时的系统工作性能,提出的多重故障建模方法合理有效,具有普遍适用性,为故障诊断、构建故障知识库和容错控制仿真验证等提供了良好的研究手段。     

Simulation of large amplitude waves in a slug tracking scheme compared to roll wave experiments at high pressure

Due to the similarities between large amplitude roll waves and slug flow in two-phase gas–liquid pipe flow, a slug tracking scheme is presented with the addition of a simplified model for roll waves. The waves are treated in a similar way to slugs, modelled as objects moving at the wave velocity and with a pressure variation across them. The two-fluid model is solved on a stationary staggered grid in stratified sections between moving waves and slugs. The model is dynamic meaning that the growth and decay of waves and slugs can be simulated. The wave model implementation within the tracking scheme is discussed and demonstrated in comparison to existing experimental data on wave velocities and averaged pressure drops. The results from the tracking scheme compared well to the experiments when waves were initiated with the experimental frequency. Wave initiation remains as a modelling challenge.     

基于矢量跟踪的SINS/GPS深组合导航方法

为了满足高动态用户及强噪声干扰条件下的应用需求,提出了一种基于矢量跟踪的SINS/GPS深组合导航方案。深组合方案利用组合卡尔曼滤波器反馈回路取代了传统接收机中独立、并行的跟踪环路,能够同时完成所有可视卫星信号跟踪和组合导航信息处理的任务;利用相关器残差来更新导航参数状态,同时根据已有的导航参数和星历信息推测GPS伪码相位和多普勒频移等信号跟踪参数,用以控制接收机的本地伪码、载波数控振荡器（NCO）,使本地伪码相位和载波频率与输入信号保持一致。最后,通过仿真验证表明,基于矢量跟踪的深组合方法不仅在GPS信号发生短暂中断期间,能够保证组合系统的导航精度和可靠性,而且在载噪比较低的环境中能够维持较好的伪码相位和载波频率跟踪性能。     

AIRSHIP ATTITUDE TRACKING SYSTEM

The attitude tracking control problem for an airship with parameter uncertainties and external disturbances was considered in this paper. The mathematical model of the airship attitude is a multi-input/multi-output uncertain nonlinear system. Based on the characteristics of this system, a design method of robust output tracking controllers was adopted based on the upper-bounds of the uncertainties. Using the input/output feedback linearization approach and Liapunov method, a control law was designed, which guarantees that the system output exponentially tracks the given desired output. The controller is easy to compute and complement. Simulation results show that, in the closed-loop system, precise attitude control is accomplished in spite of the uncertainties and external disturbances in the system.     

基于可见光与红外图像特征融合的目标跟踪

针对单一图像源下目标跟踪精度不高的问题,利用跟踪状态下的目标存在于可见光与红外图像中的特征对连续自适应均值移动跟踪算法做出改进。首先选取可见光图像的“颜色梯度背投影”作为改进的目标模型,选取红外图像的“灰度梯度背投影”作为改进的目标模型;然后根据可见光序列图像和红外序列图像各自进行连续自适应均值移动跟踪算法得到的对应的qi系数判定两种图像跟踪的效果,对两种图像的权重进行自适应调整,得到这两种图像的特征级融合图像和跟踪结果。实验结果表明,对于320像素×240像素的可见光和红外图像,基于可见光与红外图像特征融合的目标跟踪算法在复杂背景下能够较准确的跟踪目标,目标跟踪精度为0.5像素,跟踪速度为30~32 ms/帧。