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曲线轨迹SAR的信号处理与成像研究

曲线轨迹SAR的信号处理与成像研究

作者：孟亭亭华侨大学

学位级别：硕士

随着雷达技术的发展和应用需求的增加,曲线轨迹合成孔径雷达(Curve Trajectory Synthetic Aperture Radar,CTSAR)应势而生,它能解决一些特殊区域的观测问题,具有更大的灵活性,机动性和自主性。三维加速度的存在,使CTSAR的斜距更趋复杂,... 详细信息

随着雷达技术的发展和应用需求的增加,曲线轨迹合成孔径雷达(Curve Trajectory Synthetic Aperture Radar,CTSAR)应势而生,它能解决一些特殊区域的观测问题,具有更大的灵活性,机动性和自主性。三维加速度的存在,使CTSAR的斜距更趋复杂,从而增加了CTSAR信号处理的难度。传统直线运动轨迹合成孔径雷达(Linear Trajectory Synthetic Aperture Radar,LTSAR)下的成像算法不再适用。本课题以CTSAR高分辨率成像为目的,以频域和时-频域相结合的实时成像处理框架为前提,分析具有三维空间速度和加速度的CTSAR信号特性,并探索信号聚焦技术。首先,由CTSAR系统的几何模型,建立斜距表达式。在曲线运动轨迹模式下,结合SAR平台的运动特性,按照运动学理论,将曲线运动分解为X、Y、Z三个坐标轴方向的运动,每个方向均存在初始速度和加速度。根据三维几何模型搭建三维数学模型,构建斜距历程的函数表达式。由于机载CTSAR的复杂斜距模型限制了后续成像算法的构建,所以对该斜距模型分别进行Taylor近似和Chebyshev近似,从而降低了成像算法设计的复杂度,为CTSAR高分辨率成像算法的研究奠定基础。其次,根据机载CTSAR的斜距,建立回波信号模型。利用驻留相位原理和级数反演法将回波信号变换到二维频域,得到回波信号的二维频谱表达式。曲线历程使二维频谱的距离和方位的耦合更为复杂,增加了曲线SAR成像处理的难度。为此,论文分别利用Legendre和Chebyshev多项式对二维频谱进行正交分解近似,以达到解除耦合,实现相位补偿的目的。在此基础上,提出适用于机载CTSAR的扩展的频域成像算法,推导出了各阶相位补偿函数,实现了曲线轨迹SAR的高分辨率成像,并分析了聚焦质量。最后,针对传统Chirp Scaling成像算法无法满足具有三维速度和加速度的CTSAR的高分辨成像的现状,提出与三维曲线轨迹斜距相匹配的等效Chirp Scaling成像算法。将原始斜距等效成传统直线运动轨迹模式下的双曲斜距模型,再加上斜距补偿项。此等效斜距确保了成像的分辨率。推导了与等效斜距模型匹配的等效Chirp Scaling算法中的回波信号和频域中相应的相位函数。通过仿真实验证明,此算法的成像品质较好,满足成像要求。

关键词： CTSAR 三维空间变量正交分解频域算法等效Chirp Scaling算法

我国电子及通信设备制造业国际竞争力评价及影响因素分析

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我国电子及通信设备制造业国际竞争力评价及影响因素分析

作者：孟亭亭兰州财经大学

学位级别：硕士

制造业作为我国国民经济的基础产业,是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器和强国之基。而电子及通信设备制造业作为制造业中重要的一类,不仅对推动我国国民经济发展具有重大意义,属于支柱性产业之一,同时也是关系我国国民经济命脉的... 详细信息

制造业作为我国国民经济的基础产业,是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器和强国之基。而电子及通信设备制造业作为制造业中重要的一类,不仅对推动我国国民经济发展具有重大意义,属于支柱性产业之一,同时也是关系我国国民经济命脉的基础性产业和关乎国家安全的战略性产业之一。电子及通信设备制造业作为我国国民经济的前导性产业,代表了我国高技术产业的发展水平。从我国颁布的一系列与电子及通信设备制造业相关的政策中,也可以看出国家对该产业发展的高度关注。因此,研究我国电子及通信设备制造业的国际竞争力及其影响因素对衡量我国高技术产业发展水平及其在国际市场上的竞争力具有重要意义,同时对有效提高我国该产业国际竞争力所应采取的措施具有一定的参考价值。本文在总结了国内外学者关于国际竞争力评价指标的基础上,建立了我国电子及通信设备制造业的评价指标体系,对相应指标进行了测算,并与美、日、韩三国进行了比较,结果显示我国电子及通信设备制造业的国际竞争力在1998——2016年得到了较大提升,与美、日、韩相比具有很强的国际竞争力。具体到各个细分产业的国际竞争力,可以发现我国正在由762类商品和763类商品占优势向764类商品、761类商品及752类商品占优势转变。在测评完我国电子及通信设备制造业及其细分产业的国际竞争力之后,通过借鉴波特的“钻石理论”和其他众多学者的研究成果,根据我国该产业的产业特性选取了R&D人员全时当量、人均GDP、产业集中度、外商直接投资以及劳动力成本这五个可能影响我国该产业国际竞争力的因素,通过回归分析对以上五个因素对我国电子及通信设备制造业出口额造成的影响进行了分析,发现R&D人员全时当量对我国该产业出口有负的影响,人均GDP和外商直接投资对该产业出口额有明显的正向促进作用,产业集中度对出口额的影响不明显,劳动力成本对出口会产生负的影响。最后,在实证分析的基础之上有针对性地提出了一些提高我国电子及通信设备制造业国际竞争力的对策建议。

关键词：电子及通信设备制造业国际竞争力影响因素

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高精度数控系统中的迭代学习控制器设计

高精度数控系统中的迭代学习控制器设计

作者：孟亭亭哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

让机器变得智能是工控界的共同理想。在面对重复性加工任务时,如果数控机床具有“自学习”功能,主动根据之前零件的误差信息指导后续加工,就会使加工误差逐渐减小,成品率大幅提升。然而,国内现有的数控机床都只能把大批量生产当作标准... 详细信息

让机器变得智能是工控界的共同理想。在面对重复性加工任务时,如果数控机床具有“自学习”功能,主动根据之前零件的误差信息指导后续加工,就会使加工误差逐渐减小,成品率大幅提升。然而,国内现有的数控机床都只能把大批量生产当作标准单件生产的机械重复,之前的加工信息得不到利用,经过多道复杂的工序后,成品率低下。针对上述问题,本文提出为现有数控机床设计自学习控制器的想法。在众多自学习算法中,选择迭代学习控制算法。本着原理简单、便于应用、鲁棒性强的原则,最终选定控制器结构为基于干扰观测器的闭环PID(Proportional Integral Differential)型迭代学习控制器。并分为四个步骤展开工作,分别是数控系统的建模与辨识、自学习控制器结构设计、学习增益参数优化以及效果验证。在深入分析迭代算法后,发现对该算法的研究大多停留在仿真与半实物仿真阶段,于是总结出制约算法应用的两大难题。其一:算法的理论支持大多是基于开环迭代进行的,但开环系统稳定性难以保证,实际系统大多是闭环系统;其二,即使满足收敛性条件,在迭代的过程中仍存在误差先减小后增大的过冲现象。为解决第一个难题,在综合考虑迭代算法收敛精度、速度与可实现的复杂程度后,选定闭环迭代结构,并为其推导出一套学习增益参数优化方案。同时,将迭代算法只能抑制重复性扰动的限制放宽,辅之以干扰观测器抑制非重复性扰动;为解决第二个难题,提出条件启停迭代机制,实现了从学习模式到生产模式的顺利过渡。在三轴雕铣机床上进行蝴蝶轨迹跟踪效果验证时,对比基于单纯形法的最优参数自整定方法,单轴跟踪误差为33.4μm;而本文设计的自学习控制器经过十次迭代可将单轴跟踪误差降为5.705μm。在现有迭代学习的书籍文献中,大多使用通篇的公式进行原理阐述,对于初学者入门困难。本文将这些理论知识与数控机床相结合,以实际应用为前提,以最简单方法实现为基础,用通俗易懂的语言描述了控制器设计的详细过程,并将该方法写入数控系统中,实现了算法的应用价值。

关键词：迭代学习算法干扰观测器系统辨识参数优化

基于迭代学习控制的柔性结构振动控制设计与研究

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基于迭代学习控制的柔性结构振动控制设计与研究

作者：孟亭亭电子科技大学

学位级别：硕士

与刚性结构相比,柔性结构质轻、灵活和低耗,广泛应用在航天航空、海洋立管以及机器人等工程领域。但是在实际工程环境中,外部干扰经常导致柔性结构振动,从而缩短使用寿命,严重时会导致系统瘫痪。在设计控制器的过程中,观测器和执行器会... 详细信息

与刚性结构相比,柔性结构质轻、灵活和低耗,广泛应用在航天航空、海洋立管以及机器人等工程领域。但是在实际工程环境中,外部干扰经常导致柔性结构振动,从而缩短使用寿命,严重时会导致系统瘫痪。在设计控制器的过程中,观测器和执行器会出现振幅受限、输出延迟等非线性情况,如果忽略这些非线性特性也会导致柔性结构系统的不稳定。本文主要考虑了两种非线性输入和四种柔性结构,其中柔性弦系统是最基本、最简单的柔性结构系统,可以由一个二阶的波动方程表示。在柔性弦系统中,本研究使用了两个饱和函数来处理受限输入。柔性伯努利-欧拉梁是一个四阶的高阶偏微分方程系统,其中双曲正切函数和饱和函数用来处理受限输入。具有受限输入的柔性机械臂系统是一个旋转的伯努利-欧拉梁系统,是一个横向振动与旋转相互耦合的柔性结构系统。相比较而言,具有backlash输入的柔性铁木辛柯梁系统是最为复杂的,涉及到了铁木辛柯梁的横向振动和其横截面的旋转。随着系统环境复杂度和控制目标精确度的提高,单一的控制方法无法完美的满足控制过程的需求。面对具有无穷自由度的分布式参数系统、受限输入、backlash输入、分布式干扰和边界干扰,单一的边界控制、自适应控制和迭代学习控制都无法实现闭环系统的渐进稳定。为此,本文使用了双环耦合的迭代学习方法,即将一个作为副环的学习环嵌套在一个作为主环的调控环。本文设计了双环耦合的边界迭代学习控制器和双环耦合的自适应迭代学习控制器。在这两类控制器中,副环在本质上都是一个典型的D型迭代学习控制率,主要是为了抑制系统振动和保证控制器的非线性特性。在双环耦合的边界迭代学习控制器中,主环本质上是一个边界控制法则,主要是通过系统状态的反馈来抑制分布式干扰和边界干扰。在双环耦合的自适应迭代学习控制器中,主环主要由观测器和系统状态反馈信号组成。通过定义复合能量函数,本文证明了闭环系统系统在每个迭代周期内的有界性和迭代轴上的收敛性。为了显示闭环系统的性能和所设计的控制器的有效性,本文做了MATLAB数字仿真和机械臂实验。在数字仿真中,本文对比了无控制外力下的开环系统和所设计控制器下的闭环系统。在机械臂实验中,本文对比了无控制下的开环系统、PD控制下的闭环系统和双环耦合的迭代学习控制下的闭环系统。

关键词：分布式参数系统干扰抑制振动控制非线性输入双环耦合的迭代学习控制

社会工作视角下乡村环境治理路径研究 ——以旌德县S村为例

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社会工作视角下乡村环境治理路径研究 ——以旌德县S村为例

作者：孟亭亭安徽大学

学位级别：硕士

为了更好的开展乡村环境治理工作,构建美丽乡村发展生态文明,社会工作应积极的参与并发挥重要的作用。本文以旌德县S村为例,运用文献研究、访谈法、观察法,以社会工作视角探究乡村环境治理的策略,并据实际情况提出改善性建议;为农村环... 详细信息

为了更好的开展乡村环境治理工作,构建美丽乡村发展生态文明,社会工作应积极的参与并发挥重要的作用。本文以旌德县S村为例,运用文献研究、访谈法、观察法,以社会工作视角探究乡村环境治理的策略,并据实际情况提出改善性建议;为农村环境治理社会工作发展积累经验。主要内容如下:S村通过一系列环境整治后,实现了河水质量有所改善,目前村庄内的基础设施基本上配备完善,村民整体居住环境都有所提升。然而,村民参与度低、村民环保意识薄弱、基础建设资金缺乏以及后期环境维护资金难以筹集等;仅依靠政府力量缺乏其他社会力量参与、环境相关政策制度不够完善等问题严重制约着环境治理工作的开展。笔者在对于当地社会工作机构进行调查中发现:当地社会工作机构内部制度并不完善、机构内部社会工作专业化程度不高、服务面过窄以及公众认可度不高等问题。这些问题都制约了当地的环境治理工作的顺利展开。所以笔者以社会工作视角下从社会工作的优势出发,倡议社会工作介入乡村环境治理工作中去,并且针对性的提出相关的建议,建议主要分为两个方面,一是建议当地发展社会工作即:完善机构制度、注重社会工作专业发展、扩展机构服务面、加大社会工作宣传力度;另外一方面是针对于S村目前环境治理过程中遇到的问题,建议社会工作介入其中提出相关对策,主要是利用社会工作优势,以及明确社会工作者角色,探索社会工作介入乡村环境治理建议;凸出村民的参与环境治理的主体作用,不断提高环境治理的参与度、在宣传过程中不断加强村民的环境保护知识、在日常生活中不断提升村民的环境保护意识、引入多元化治理模式,吸引社会各方力量参与环境治理、挖掘本地资源和链接外部资源、倡导科学化和法治化地治理农村环境。

关键词：社会工作乡村环境治理 S村

基于高仿生形态布局的仿鸽扑翼飞行机器人系统设计

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自动化学报 2024年第2期50卷 308-319页

作者：王久斌贺威孟亭亭邹尧付强北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学智能仿生无人系统教育部重点实验室北京100083

针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及... 详细信息

针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及尾翼挨近翅膀后缘布置的布局方式,使扑翼机器人飞行形态更加接近真实鸟类,提高扑翼机器人的形态仿生度.在此基础上,设计结合下扑角调控无需尾翼大角度上翘的俯仰控制方式,以及不依赖于尾翼的翅膀收缩转向控制方式,在提高仿生度的同时保证飞行控制的有效性.在具体设计过程中,首先参考鸽子翅膀型式选择不同类型翅膀并进行风洞测试,确定出下扑角变化时仍能保持较优升推力性能的翅膀设计方案;其次,对各种尾翼型式进行分析和比较,结合鸽子尾翼特点进行仿鸽尾翼及俯仰、转向控制机构设计,并通过风洞测试验证;最后,设计飞控系统并装配整机,进行外场飞行测试,验证仿鸽扑翼飞行机器人平台的稳定性和可控性.

关键词：高仿生形态布局仿鸽扑翼飞行机器人折翼翅膀扇形尾翼风洞实验俯仰控制转向控制

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基于自适应迭代学习控制的柔性翼鲁棒输出调节

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控制理论与应用 2023年

作者：孟亭亭张一鹏张爽北京科技大学智能科学与技术学院北京科技大学人工智能研究院北京科技大学智能仿生无人系统教育部重点实验室

由于柔性翼为扑翼机器人提供气动外力和力矩,因此柔性翼的鲁棒输出调节对机器人的机动性和续航能力具有重要意义.本文以分布参数系统描述的柔性翼为研究对象,阐述了两种自适应迭代学习控制,来处理未知周期干扰,并保证弯曲位移和扭转位... 详细信息

由于柔性翼为扑翼机器人提供气动外力和力矩,因此柔性翼的鲁棒输出调节对机器人的机动性和续航能力具有重要意义.本文以分布参数系统描述的柔性翼为研究对象,阐述了两种自适应迭代学习控制,来处理未知周期干扰,并保证弯曲位移和扭转位移跟踪时变轨迹,此时假设干扰和参考轨迹都可以由外系统产生.当外系统矩阵已知时,在迭代域内设计的自适应律只需要估测未知的干扰系数,并进一步得到了基于跟踪误差信号的自适应迭代学习控制.当外系统矩阵未知时,自适应律需要估测时变的周期函数,进一步得到了第二类自适应控制.以上两种输出调节问题也可以通过基于内模原理的鲁棒控制实现,因此本文给出了所设计的自适应迭代学习控制与基于内模原理的鲁棒控制的区别.基于Lyapunov方法,本文证明跟踪误差在迭代域内的收敛性,以及闭环系统状态的有界性.本文通过两组数值仿真例子进一步验证了两类自适应迭代控制对鲁棒输出调节的有效性.

关键词：鲁棒控制柔性翼自适应控制系统迭代方法输出调节

基于Chebyshev正交分解的曲线运动轨迹SAR的Chirp Scaling算法

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航空学报 2020年第7期41卷 307-318页

作者：孟亭亭谭鸽伟李梦慧杨晶晶李彪徐熙毅华侨大学信息科学与工程学院厦门361021

针对具有三维速度和加速度的曲线运动轨迹合成孔径雷达(SAR),传统的斜距模型无法精确描述其运动特性,曲线历程增加了距离走动现象和方位向时间的高次项,使二维耦合现象更为复杂。本文提出了一种考虑载体平台三维速度和加速度的Chirp Sca... 详细信息

针对具有三维速度和加速度的曲线运动轨迹合成孔径雷达(SAR),传统的斜距模型无法精确描述其运动特性,曲线历程增加了距离走动现象和方位向时间的高次项,使二维耦合现象更为复杂。本文提出了一种考虑载体平台三维速度和加速度的Chirp Scaling算法以解决曲线运动轨迹SAR成像问题。首先根据运动方程建立斜距表达式,然后对其进行Chebyshev近似,并构造其等效双曲方程形式的斜距模型,推导了具有空变性的距离徙动函数,Chirp Scaling因子以及适用于曲线轨迹的Chirp Scaling成像算法。仿真结果证实了此扩展的等效斜距模型和Chirp Scaling算法在大合成孔径时间下的有效性,并给出了三维加速度的边界值。

关键词：曲线运动轨迹 Chebyshev正交分解等效斜距模型空间变化性距离徙动改进的Chirp Scaling算法

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谈道路桥梁工程病害与施工控制策略

中国科技期刊数据库工业A 2021年第12期 398-400页

作者：孟亭亭江苏海通建设工程有限公司江苏连云港222000

在我国城市化进度不断加快的影响下,促进了我国公路桥梁工程施工技术的发展。但是随着我国汽车数量的不断增加,公路桥梁的压力越来越大,所以,对公路桥梁工程的施工质量越发重视。即便如此,很多公路桥梁工程中仍会发生一些病害,影响到公... 详细信息

在我国城市化进度不断加快的影响下,促进了我国公路桥梁工程施工技术的发展。但是随着我国汽车数量的不断增加,公路桥梁的压力越来越大,所以,对公路桥梁工程的施工质量越发重视。即便如此,很多公路桥梁工程中仍会发生一些病害,影响到公路桥梁的使用安全,威胁到了人们的出行安全。所以,对公路桥梁工程中的常见病害以及施工处理技术进行分析和讨论,有利于提高公路桥梁工程的使用安全和使用质量。基于此,本文以公路桥梁工程的常见病害和施工处理技术为研究对象,在分析了公路桥梁工程常见病害的基础上,提出了一些施工处理技术,希望可以为我国公路桥梁工程的发展提供一些有效的参考。

关键词：公路桥梁工程病害施工控制策略