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应用改进曼哈顿距离的金属超声辨识研究

中国测试 2024年第5期50卷 138-144,185页

作者：王杰贺升平贺西平周越刘昱陕西师范大学陕西省超声重点实验室陕西西安710119 四川省泸州市96038部队四川泸州646000

超声波与金属样品的显微结构相互作用而发生散射和反射等效应,造成声波能量的损失。将超声波信号与金属样品的显微组织和晶体结构联系起来,提出“超声指纹”这一概念。每个金属样品的“超声指纹”都是独一无二的,对已知的标准样品采样... 详细信息

超声波与金属样品的显微结构相互作用而发生散射和反射等效应,造成声波能量的损失。将超声波信号与金属样品的显微组织和晶体结构联系起来,提出“超声指纹”这一概念。每个金属样品的“超声指纹”都是独一无二的,对已知的标准样品采样并留存其“超声指纹”,相当于为其贴上“防伪标签”。以3类成分相近的金属样品以及每类7个成分相同的金属样品为例,利用超声相控阵的扇形扫查方式进行信号采样。将改进曼哈顿距离作为指纹特征,结合高斯分布原理和三倍标准差法计算标准样品的辨识阈值,相较于以前的阈值计算方法更加科学合理。测试结果表明,提出的方法能够对成分相近金属样品甚至成分相同的金属样品全部实现准确辨识。

关键词：超声波金属样品防伪辨识改进曼哈顿距离阈值

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面向双气室铯光泵磁力仪的VCSEL稳频研究

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激光杂志 2024年第4期45卷 26-34页

作者：张弛李绍良赵擎阳舒适吴招才刘华上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 上海航天控制技术研究所上海惯性工程技术研究中心上海201109 自然资源部第二海洋研究所杭州310012

在地磁场测量领域中,自激振荡式碱金属原子光泵磁力仪因为快速响应与高精度成为一项重要技术。其中自激式双气室光泵磁力仪无需考虑移相电路带来的信号误差,电路简单。使用垂直腔面发射激光器作为泵浦光源有效降低了磁力仪功耗和体积。... 详细信息

在地磁场测量领域中,自激振荡式碱金属原子光泵磁力仪因为快速响应与高精度成为一项重要技术。其中自激式双气室光泵磁力仪无需考虑移相电路带来的信号误差,电路简单。使用垂直腔面发射激光器作为泵浦光源有效降低了磁力仪功耗和体积。针对使用垂直腔面发射激光器的便携式双气室铯光泵磁力仪激光稳频方法进行设计,设计方案包括激光器温度控制电路,光泵磁力仪信号反馈电路,激光器电流源调制与控制电路。将注入电流调制的稳频方法用于双气室光泵磁力仪结构,减小稳频代价的同时具有较好稳定性,温度控制精度达到0.002℃,10秒内波长稳定度达到4.36×10^(-10),初步探索了自激式双气室光泵磁力仪集成化与小型化的可能性。

关键词：垂直腔面发射激光器光泵浦磁力仪稳频

基于模型不确定性自适应估计的工业机械臂改进TDE控制策略

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机电工程 2024年第3期41卷 540-550页

作者：高舒芳张文吴凯山西工程科技职业大学智能制造学院山西晋中030619 太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031

在对工业机械臂进行控制时,采用传统的基于时延估计的控制(TDEC/TDC)方法难以有效平衡控制精度与输入抖振,针对这一问题,提出了一种基于模型不确定性自适应估计的改进TDEC策略。首先,结合多自由度机械臂动力学模型,构建了时延估计(TDE)... 详细信息

在对工业机械臂进行控制时,采用传统的基于时延估计的控制(TDEC/TDC)方法难以有效平衡控制精度与输入抖振,针对这一问题,提出了一种基于模型不确定性自适应估计的改进TDEC策略。首先,结合多自由度机械臂动力学模型,构建了时延估计(TDE)控制器;然后,利用动力学模型扰动项的时延估计值及时延估计梯度值,提出了机械臂动力学模型不确定性自适应估计器,并将TDEC及滑模控制作为辅助控制策略,与所提出的自适应估计器相结合,形成了完整的工业机械臂改进TDEC方法;基于Lyapunov方法,对改进的TDEC控制策略进行了稳定性分析;最后,通过仿真分析和实验的方式,验证了改进的TDEC控制方法的优越性。研究结果表明:相较于传统的TDEC方法,改进的TDEC控制策略在机械臂加载/未加载条件下的控制精度平均分别提高了62.29%及45.38%;相较于已有的自适应TDEC方法,改进的TDEC控制策略在机械臂加载/未加载条件下的控制精度平均分别提高了23.31%及36.40%;同时,通过测量计算控制输入能耗的平方值积分,表明了改进的TDEC控制策略能够在保留TDEC优势的基础上有效抑制输入抖振,且能够有效地与已有自适应TDEC方法相结合,提升了对工业机械臂的控制效果,其具有良好的灵活性。

关键词：工业机械臂控制精度输入抖振基于时延估计的控制 Lyapunov 无模型控制滑模控制

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基于双目视觉的6D位姿测量误差补偿方法

测试技术学报 2024年

作者：陈建云张奇姬煜琦王子李佳林李汝鹏李鹏程田威南京航空航天大学机电学院上海飞机制造有限公司

针对双目视觉设备测量误差较大且单点测量误差在视野范围内分布不一致，导致测量6D位姿精度和稳定性较差的问题，提出了一种测量误差补偿方法。为了解决传统回归模型在小样本多输入多输出情况下拟合效果较差的问题，采用基于多输出最小... 详细信息

针对双目视觉设备测量误差较大且单点测量误差在视野范围内分布不一致，导致测量6D位姿精度和稳定性较差的问题，提出了一种测量误差补偿方法。为了解决传统回归模型在小样本多输入多输出情况下拟合效果较差的问题，采用基于多输出最小二乘支持向量回归（MLSSVR）的算法，实现了单点测量误差准确预测，并采用遗传算法对模型超参数进行全局寻优；为了实现跟踪坐标系的位姿测量误差补偿，结合位姿测量原理，将线性问题转化为最优估计问题，通过最小化坐标变换误差函数，将多个单点预测误差转化为多点耦合误差，从而实现了6D位姿测量误差补偿。实验结果表明，所提方法将跟踪坐标系的平均位置测量误差在3个方面上分别降低了63.4%, 45.2%和75.0%，平均姿态测量误差分别降低50%, 48.4%和53.1%；与其它现有补偿方法相比，所提方法能显著提高双目视觉设备的测量精度，并保证不同观测角度下的测量误差补偿有效性。

关键词：双目视觉 6D位姿误差补偿遗传算法最优估计

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面向模块化设计的水下机器人集群编队控制

舰船科学技术 2024年第2期46卷 68-73页

作者：孙栋汤奇荣刘明昊李江刘浩煜崔国华上海工程技术大学机械与汽车工程学院智能协作机器人研究所上海201620 同济大学机械与能源工程学院机器人技术与多体系统实验室上海201804 同济大学中德学院上海201804

针对在近海环境下,利用“以机代人”进行自主特种作业的实际需求,设计研发模块化可重构水下机器人,并提出一种基于领航者-虚拟结构的编队策略。首先针对几种不同的典型水下作业任务,依据重构方案设计异构水下机器集群;然后根据水平面三... 详细信息

针对在近海环境下,利用“以机代人”进行自主特种作业的实际需求,设计研发模块化可重构水下机器人,并提出一种基于领航者-虚拟结构的编队策略。首先针对几种不同的典型水下作业任务,依据重构方案设计异构水下机器集群;然后根据水平面三自由度运动学和动力学方程,推导水下机器人集群的动态误差模型;针对路径已知的集群编队问题提出领航者-虚拟结构策略,其中跟随者水下机器人采用基于通信时延补偿的滑模控制器进行跟踪。结果表明,该控制策略可以快速形成队形且轨迹误差小于5%。最后应用3种已开发完成的水下机器人,在可视化仿真平台中进行实验验证,证明该异构水下机器人集群编队方法合理高效。

关键词：水下机器人无人集群系统编队控制滑模变结构可视化仿真

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惯性加速度辅助卫星接收机跟踪环路算法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2016年第11期49卷 1216-1223页

作者：傅金琳赵子阳李醒飞胡才赵承利天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津航海仪器研究所天津300131

针对卫星接收机在强干扰高动态环境难以定位导航的问题,提出了基于惯性加速度辅助卫星跟踪环路算法,通过惯性加速度估算环路多普勒频移变化率,压缩了环路需承载的动态性,从而减少环路等效噪声带宽,降低了跟踪环路带内干扰,提高卫星接收... 详细信息

针对卫星接收机在强干扰高动态环境难以定位导航的问题,提出了基于惯性加速度辅助卫星跟踪环路算法,通过惯性加速度估算环路多普勒频移变化率,压缩了环路需承载的动态性,从而减少环路等效噪声带宽,降低了跟踪环路带内干扰,提高卫星接收机抗干扰能力.对所提算法的普适性、动态性、抗干扰性以及惯导估算误差影响等方面进行了仿真评估,仿真结果验证了算法的正确性,同时证明所提算法相比传统算法动态性大大提升,抗干扰能力提升5-8,d B,可以容忍较大惯导辅助信息误差,为算法工程化奠定了基础.

关键词：惯性加速度辅助高动态抗干扰性惯导辅助信息误差

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基于数据融合的红外目标识别

光电工程 2007年第8期34卷 10-14,31页

作者：黄勇陈建华华中光电技术研究所湖北武汉430073

为了获得良好的红外目标识别性能,综合应用了图像处理、模式识别和数据融合领域内的新技术。采用了神经网络和证据理论集成的数据融合方法进行目标识别的数据融合。根据LVQ神经网络在目标识别领域内应用特点,构造了基于证据理论的基本... 详细信息

为了获得良好的红外目标识别性能,综合应用了图像处理、模式识别和数据融合领域内的新技术。采用了神经网络和证据理论集成的数据融合方法进行目标识别的数据融合。根据LVQ神经网络在目标识别领域内应用特点,构造了基于证据理论的基本概率赋值函数。对此目标识别技术进行了测试,结果表明,采用此技术后的识别的可信度得到了较大提高。

关键词：数据融合目标识别证据理论神经网络

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南极长城站哨声波监测仪设备及其初步观测

地球与行星物理论评（中英文） 2024年第1期55卷 15-23页

作者：顾旭东倪彬彬徐未王市委李斌胡泽骏何昉陈相材胡红桥武汉大学电子信息学院空间物理系武汉430072 湖北珞珈实验室武汉430072 中国极地研究中心自然资源部极地科学重点实验室上海200136

在子午工程二期项目的支持下,武汉大学(Wuhan University,WHU)联合中国极地研究中心研制了一套甚低频(very low frequency,VLF)波动探测系统,并在2022年由中国极地研究中心部署于南极洲的中国长城站(Great Wall Station,GWS,62.22°S,58... 详细信息

在子午工程二期项目的支持下,武汉大学(Wuhan University,WHU)联合中国极地研究中心研制了一套甚低频(very low frequency,VLF)波动探测系统,并在2022年由中国极地研究中心部署于南极洲的中国长城站(Great Wall Station,GWS,62.22°S,58.96°W).该探测系统的动态范围为~110 dB,时间精度为~100 ns,可为空间物理和空间天气研究提供高分辨率的波动观测数据.本文详细介绍了WHU VLF(子午工程编码:OCHCH_WHWM01)波动探测系统在GWS的初步观测结果,充分验证了系统的优越性能和稳定性.在过去一年的常规运行中,此系统能精确探测北美和欧洲等区域内各种地基VLF台站信号的动态变化.初步分析结果表明,在多次X级太阳耀斑爆发期间,GWS观测到的人工VLF台站信号特性与以往的研究结果高度一致.由于HWU-GWS(HWU为发射台站的名称)路径穿过南大西洋异常(south Atlantic anomaly,SAA)区域,观测结果同时表明,在磁暴期间,HWU VLF信号的扰动与磁层电子沉降在时空关系上具有很强的关联性.此外,此设备也能观测到闪电激发的宽频带哨声波,在频谱图上呈现特有的清晰色散结构.因此,在南极独特的地理位置,地基哨声波监测仪的观测结合其它仪器的观测,有利于深入开展与极区哨声波传播、低电离层扰动、地面闪电放电和辐射带粒子沉降等相关的空间天气学研究,对开展全天时空间环境监测具有重要意义.

关键词：哨声波监测仪南极长城站空间天气甚低频波动传播子午工程

波流作用下圆柱体入水特性的三维数值模拟研究

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船舶力学 2015年第10期19卷 1186-1196页

作者：杨衡孙龙泉刘莹姚熊亮哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

结构在实际海况中入水受到多种载荷的共同作用,同时还伴随波浪作用的影响,因此该过程是一个强非线性的过程。针对结构在波、流中入水过程的特点,将入射波(波、流)引入非线性双渐进法,研究三维刚体圆柱体在波、流及波流联合作用下入水过... 详细信息

结构在实际海况中入水受到多种载荷的共同作用,同时还伴随波浪作用的影响,因此该过程是一个强非线性的过程。针对结构在波、流中入水过程的特点,将入射波(波、流)引入非线性双渐进法,研究三维刚体圆柱体在波、流及波流联合作用下入水过程运动响应及姿态的变化,计算结果与试验结果符合得较好,非线性双渐进法适用于分析三维刚体波、流中入水问题。结果表明在近波面附近,结构受波浪作用明显,入水相位、浪级、流速及波流速度矢量差异对结构入水运动速度及轨迹影响明显。

关键词：入水波流非线性双渐进法(DAA)