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Chinese Journal of Aeronautics 2024年第8期37卷 404-420页

作者： Yuqing QIU Yan LI Jinxi LANG yuxian liu Zhong WANG School of Automation Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710129China

As the elevator and rudder can be used actively for control,in addition to the rotors,Coaxial High-speed Helicopters(CHHs)have the problems of control redundancy and changing control authority in the transition *** paper presents a robust-augmentation transitioning flight control design for a CHH under the adverse conditions of parametric uncertainties and external ***,based on control characteristic analysis,an Adaptive Filtered Nonlinear Dynamic Inversion(AFNDI)controller is proposed for the angular rate to handle the effect of unknown unstructured uncertainties and external *** analysis proves that the presented angular rate controller can guarantee steady-state and transient ***,the attitude angle and velocity controllers are also ***,an Incremental-based Nonlinear Prioritizing Control Allocation(INPCA)method is designed to take into account control surface transition and changing control authority,which efficiently distributes the required moments between coaxial rotors and aero-surfaces,and avoids the control reversal problem of the yaw *** the proposed control architecture,the low-pass filter is introduced to alleviate the adverse influence of time delay and measurement ***,the effectiveness of the proposed controller is demonstrated through nonlinear numerical simulations,and is compared with existing *** results show that the proposed control law can improve both capabilities of disturbance rejection and fast response,and works satisfactorily for the CHH transitioning control characteristic.

关键词： Coaxial high-speed helicopter Transition mode Attitude control Control allocation Robust adaptive control

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高速直升机过渡模态鲁棒自适应姿态控制

航空学报 2024年第9期45卷 240-253页

作者：仇钰清李俨郎金溪刘育衔王重西北工业大学自动化学院西安710129

高速直升机过渡模态具有典型的操纵冗余与控制非仿射特点,同时气动干扰与不确定性对控制效能矩阵的显著影响进一步增加了姿态控制设计难度。为此,本文针对高速直升机过渡模态的姿态控制问题,提出一种鲁棒自适应控制架构。首先,根据高速... 详细信息

高速直升机过渡模态具有典型的操纵冗余与控制非仿射特点,同时气动干扰与不确定性对控制效能矩阵的显著影响进一步增加了姿态控制设计难度。为此,本文针对高速直升机过渡模态的姿态控制问题,提出一种鲁棒自适应控制架构。首先,根据高速直升机动力学模型,利用操纵功效分析其舵面操纵特性,设计过渡模态的姿态控制策略。在此基础上,提出一种基于自适应滤波增量非线性动态逆的角速度控制器,快速补偿控制效能矩阵不确定性与角加速度测量/估计误差的不利影响。随之,结合高速直升机共轴双旋翼与尾翼的变权限控制特性,设计基于控制权重系数的增量分配策略,保证过渡模态下直升机操纵模式与固定翼操纵模式的平滑转换。最后,与传统增量非线性动态逆方法进行比较,结果表明,所提出的姿态控制器具有更好的控制性能与鲁棒性。

关键词：高速直升机过渡模态姿态控制自适应控制增量非线性动态逆控制

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联合目标分割和关键点检测的飞机型号识别

遥感学报 2024年第4期28卷 1010-1024页

作者：刘思婷王庆栋张力韩晓霞王保前刘玉贤中国测绘科学研究院北京100830 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 深圳市勘察研究院有限公司深圳518026

目前,受限于数据集精细度与网络结构,深度学习技术仍难以应对飞机目标型号识别这类精细化识别任务。本文针对遥感影像中飞机目标型号识别问题,提出一种融合目标分割与关键点检测的飞机型号识别方法。该方法有机地结合多任务深度神经网... 详细信息

目前,受限于数据集精细度与网络结构,深度学习技术仍难以应对飞机目标型号识别这类精细化识别任务。本文针对遥感影像中飞机目标型号识别问题,提出一种融合目标分割与关键点检测的飞机型号识别方法。该方法有机地结合多任务深度神经网络与条件随机场和模板匹配算法,利用“预训练+微调+后处理”的方式实现飞机型号的高精度识别。首先,基于多任务深度神经网络迁移学习技术实现飞机目标物位置、掩膜与关键点信息识别。其次,为了便于后期高精度模板匹配,利用本文提出的融合条件随机场的飞机目标掩膜精化算法和基于关键点的姿态调整算法,实现识别目标的边界精细化与机体姿态调整;最后,在本文构建的飞机型号模板库基础上,将经过精化后处理的飞机掩膜信息与模板库进行匹配,实现飞机目标的型号识别。为了验证所提方法的有效性,本文进行了相关实验,并与传统算法及完全端到端深度学习方法进行了对比,结果表明,本文所提方法具有更高准确率,并且在实用性方面更具优势。

关键词：目标检测分割关键点检测条件随机场飞机型号识别

大容积电烤箱内传热过程的反向传播神经网络控制算法

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西安交通大学学报 2024年第7期58卷 73-83页

作者：姚青唐巍峰郑鑫王锐梁文龙刘玉贤褚雯霄浙江省健康智慧厨房系统集成重点实验室浙江宁波315336 宁波方太厨具有限公司浙江宁波315336 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

大容积电烤箱内存在严重加热不均匀问题,限制其在商业和家用领域的广泛应用,传统比例-积分-微分(PID)控制算法存在弛豫时间长、温控精度差等问题,导致被加热目标无法维持在最佳烹饪热环境。通过自编程构建了一种反向传播神经网络(BPNN)... 详细信息

大容积电烤箱内存在严重加热不均匀问题,限制其在商业和家用领域的广泛应用,传统比例-积分-微分(PID)控制算法存在弛豫时间长、温控精度差等问题,导致被加热目标无法维持在最佳烹饪热环境。通过自编程构建了一种反向传播神经网络(BPNN)控制策略,以改善大容积电烤箱的加热速率、温控精度及热均匀性为目标,通过局部速度、温度分布与美拉德反应可视化实验测试,探究了风扇转速、对流与辐射加热功率和排气流量等因素的影响。实验结果表明:在提升算法鲁棒性后,BPNN算法对烤箱内温度预测误差显著降低;相比PID控制方法,采用BPNN算法的被加热目标过热度最多降至6℃,温控精度显著提高;被加热目标表面温度的相对极差从54%降至36%,速度相对极差从71.4%下降至39%,均匀性显著增强;电烤箱的加热弛豫时间从230 s降至100 s。BPNN算法能够实现大容积电烤箱更精确、更快速、更均匀的温度控制。

关键词：电烤箱反向传播神经网络对流与辐射热均匀性弛豫时间

基于改进自适应滤波的MEMS陀螺振动误差抑制研究

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传感器与微系统 2024年第4期43卷 61-63,67页

作者：陈杰侯帅康刘玉县何春华郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) 广东佛山528311 北京大学集成电路学院北京100871

本文提出一种基于改进自适应滤波的MEMS陀螺随机振动误差的补偿算法。该算法采用简化Sage-Husa自适应滤波算法估计量测噪声,并通过协方差匹配技术引入收敛性判据抑制了滤波的发散,它提高了实时性且减少了计算量。实验结果表明:经过改进... 详细信息

本文提出一种基于改进自适应滤波的MEMS陀螺随机振动误差的补偿算法。该算法采用简化Sage-Husa自适应滤波算法估计量测噪声,并通过协方差匹配技术引入收敛性判据抑制了滤波的发散,它提高了实时性且减少了计算量。实验结果表明:经过改进算法滤波后,MEMS陀螺随机振动误差的方差减少97.76%,与常规卡尔曼滤波相比,改进算法的方差减少了72.66%,验证了改进的自适应卡尔曼滤波算法可以有效地抑制MEMS陀螺因随机振动引起的输出误差。

关键词： MEMS陀螺简化Sage-Husa自适应滤波时间序列模型

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基于拓扑优化和晶格填充的四足机器人肢腿单元轻量化设计

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机械工程学报 2024年第4期60卷 420-429页

作者：纵怀志艾吉昆张军辉江磊谭树杰刘余贤苏琦徐兵浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州230027 中兵智能创新研究院北京100072 南京航空航天大学机电学院南京210016

液压四足机器人具有离散的落足点和较大的负重能力等特点,在无人监测、灾难救援和物资运输等场景中具有广阔的应用前景和重要的研究价值。作为四足机器人最关键的运动单元,肢腿单元的重量直接影响其动态性能。因此,根据肢腿单元的运动... 详细信息

液压四足机器人具有离散的落足点和较大的负重能力等特点,在无人监测、灾难救援和物资运输等场景中具有广阔的应用前景和重要的研究价值。作为四足机器人最关键的运动单元,肢腿单元的重量直接影响其动态性能。因此,根据肢腿单元的运动特点开展轻量化设计显得尤为重要。针对SpurlosⅡ肢腿单元的大腿结构存在较多冗余重量的问题,利用变密度惩罚法对其进行拓扑优化,通过基于B样条拟合二维切片轮廓的方法对优化后的网格型模型进行重构。针对模型重构带来的局部应力集中问题,引入晶格填充结构,实现局部优化。优化后,大腿部件的重量为1007.19 g,降低了36.01%;大幅度减重的同时,大腿部件的最大等效应力降低了1.41%。最后,优化后的肢腿单元在不同频率下的轨迹跟踪试验中表现出的更好的动态特性,证明所提出方法的有效性。

关键词：液压四足机器人拓扑优化晶格填充模型重构轻量化设计

基于光热反射的高功率半导体激光器输出腔面温度研究方法

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中国激光 2024年第13期51卷 15-23页

作者：徐梓棒苗新莲刘育衔兰宇赵宇亮张翔杨国文袁孝苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215006 江苏省先进光学制造技术重点实验室江苏苏州215006 教育部现代光学技术重点实验室江苏苏州215006 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室陕西西安710119 度亘核芯光电技术(苏州)有限公司江苏苏州215000

半导体激光器输出腔面温度过高是导致腔面失效的关键因素,该温度直接决定了激光器的最高输出功率和可靠性。由于半导体激光器输出腔面尺寸在微米量级,故温度测量系统需要具有亚微米量级的空间分辨率,以获取输出腔面处的温度分布信息。... 详细信息

半导体激光器输出腔面温度过高是导致腔面失效的关键因素,该温度直接决定了激光器的最高输出功率和可靠性。由于半导体激光器输出腔面尺寸在微米量级,故温度测量系统需要具有亚微米量级的空间分辨率,以获取输出腔面处的温度分布信息。采用光热反射成像技术建立了空间分辨率优于0.5μm的温度测量系统,开展了半导体激光器输出腔面的测温研究。结果表明,半导体激光器输出腔面温度沿慢轴方向的分布极不均匀;在10 A驱动电流下,条宽为100μm的975 nm高功率半导体激光器输出腔面外延层不同位置处的最大温差超过7℃,且输出腔面处量子阱层的最高温度(55℃)比结温(44.9℃)高10.1℃。研究结果有助于精确测量半导体激光器输出腔面的温度分布,对高功率半导体激光器的设计、测试、光学灾变损伤和失效分析等具有重要意义。

关键词：激光器半导体激光器光热反射腔面温度灾变性光学镜面损伤

Collection and Judgment of Electronic Data Evidence in Criminal Cases:From the Perspective of Investigation and Evidence Collection by Public Security Organs

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Journal of Forensic Science and Medicine 2019年第4期5卷 187-194页

作者： Bo Wang yuxian liu Department of Hunan Public Security The Comprehensive Case Handling CenterThe Network Technology TeamHunanChina Department of Hunan Provincial Public Security Police of The Legal CorpsHunanChina

With the continuous progress ofscience and technology,the Internet has gradually entered every field of daily *** addition to the information generated by the Internet in the form of digitization,it has become the main media for people to store *** the field of criminal offenses,the network is likely to be used to perpetrate criminal schemes,implement crimes,or help hinder investigations *** acts will leave an electronic data trail,such as WeChat information,emails,or *** a crime occurs,an evidence investigator should accurately,timely,and comprehensively obtain all electronic data related to the case by collecting,extracting,and transferring this data according to the law,and examining the authenticity,legality,and relevance of the *** a comprehensive review,the investigator should clarify the relationship between the electronic data and the facts to be proved and make full use of the obtained electronic evidence in criminal proceedings.

关键词： Authenticity collection electronic data extraction

Closed loop control design for the sense mode of micromachined vibratory gyroscopes

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Science China(Technological Sciences) 2013年第5期56卷 1112-1118页

作者： HE ChunHua ZHAO QianCheng liu yuxian YANG ZhenChuan YAN GuiZhen National Key Laboratory of Science and Technology on Micro/Nano Fabrication Institute of MicroelectronicsPeking University

This paper presents a novel design method of force rebalance control for the sense mode of micromachined vibratory *** theoretical deductions are performed to identify a precise linear model of the open loop system of the sense mode,which is crucial for the PI controller *** frequency responses obtained by experimental tests agree well with those calculated with the theoretical model,indicating the accuracy of the theoretical *** results demonstrate that the bandwidth of the closed loop is extended to 94.8 Hz from 2.3 Hz in the open loop and the quadrature signal is suppressed by about 64 dBV in the closed loop *** overshoot and stable time in the step response of the closed loop system are measured to be about 15% and 35 ms,*** mode-splitting gyroscope with the closed loop controlled sense mode achieves a scale factor of 41.0 mV/deg/s with nonlinearity of 0.09% and asymmetry of 1%,and a bias instability of 4.0 °/h with angle random walk of 0.171 deg/h1/2.

关键词： MEMS vibratory gyroscope sense mode closed loop control linear model

基于超短脉冲激光刻蚀的双解耦MEMS陀螺仪调频技术研究

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传感器与微系统 2024年第7期43卷 39-42页

作者：刘玉县侯帅康赵前程崔健张大成北京大学集成电路学院北京100871 郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001

以双解耦双质量硅微陀螺仪为主要研究对象,从微观结构入手,分析其工作原理和双解耦运动模型,并提出影响模态特征频率的因素。提出一种改变陀螺仪弹性梁结构厚度来调整其特征频率的方法,建立模型通过Comsol软件仿真陀螺仪梁厚度变化对特... 详细信息

以双解耦双质量硅微陀螺仪为主要研究对象,从微观结构入手,分析其工作原理和双解耦运动模型,并提出影响模态特征频率的因素。提出一种改变陀螺仪弹性梁结构厚度来调整其特征频率的方法,建立模型通过Comsol软件仿真陀螺仪梁厚度变化对特征频率的影响关系,并选择皮秒激光刻蚀系统刻蚀陀螺弹性梁厚度,测试其两模态特征频率。测试结果表明:对应频率变化符合理论推导和仿真趋势。

关键词：微机械陀螺结构解耦频率调节短脉冲激光

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