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高速运动测量机的研制与试验

光学精密工程 2010年第4期18卷 928-934页

作者：陈骥赵晓明曹久大郭超重庆大学生物工程学院重庆400044 兵器工业5011区域计量站重庆400050

为了对高速运动测量装置进行校准,研制了一种闭环控制的高速运动测量机,该测量机可根据需要设定运动参数,按照正弦波和三角波速度曲线进行高速运动。高速运动测量机采用了花岗岩工作台和空气静压导轨技术,其高速驱动控制系统采用直线电... 详细信息

为了对高速运动测量装置进行校准,研制了一种闭环控制的高速运动测量机,该测量机可根据需要设定运动参数,按照正弦波和三角波速度曲线进行高速运动。高速运动测量机采用了花岗岩工作台和空气静压导轨技术,其高速驱动控制系统采用直线电机和PMAC运动控制卡,并以反射式钢带光栅作为位移检测和反馈控制传感器。采用铷原子钟作为控制数据采集的时间基准,通过精密时间间隔发生器同步控制基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速数据采集系统,实现对位移的高速数据采集。试验表明,采用正弦波和三角波速度曲线进行高速运动时,高速运动测量机在300mm行程的速度已分别达到5.3m/s和7.6m/s,最大位移跟随误差分别为-1.56～1.01mm和-1.41～2.23mm。该测量机可用于高速运动装置的校准测量。

关键词：高速运动测量机直线电机空气静压轴承铷原子钟

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高速运动平台MIMO雷达“三跨”补偿研究

电子科技大学学报 2014年第1期43卷 36-41页

作者：骆成李军何子述刘红明电子科技大学电子工程学院成都611731 空军试验训练基地兰州732750

针对高速运动平台MIMO雷达地面动目标"三跨"运动及补偿的问题,建立空间模型,导出了回波时延和发射方向图随时间及周期变化的公式。分析了回波的特性,给出"三跨"走动的表达式,提出了用预补偿校正目标跨距离单元走动和跨波束走动,并结合... 详细信息

针对高速运动平台MIMO雷达地面动目标"三跨"运动及补偿的问题,建立空间模型,导出了回波时延和发射方向图随时间及周期变化的公式。分析了回波的特性,给出"三跨"走动的表达式,提出了用预补偿校正目标跨距离单元走动和跨波束走动,并结合分数阶傅里叶变换(FrFT)补偿目标跨多普勒单元走动的方法。该方法可以实现对目标"三跨"运动的同时补偿,且由于预补偿是对发射信号进行处理,其计算量远低于现有的补偿算法。最后用MIMO雷达稀布阵的思想,采用"稀疏发射紧凑接收"的方式进行跨波束走动及补偿的仿真,仿真结果证明了预补偿与FrFT相结合的补偿方法对于"三跨"走动补偿的有效性。

关键词：分数阶傅里叶变换高速运动 MIMO雷达稀布阵预补偿三跨

工业机器人高速运动动力学分析及控制方法研究

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工业机器人高速运动动力学分析及控制方法研究

作者：陈远疆兰州理工大学

学位级别：硕士

在现代工业中,高速运动工业机器人被广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域,成为推动工业自动化的关键设备之一。在高速运动时,机器人的非线性动力学特性十分显著,复杂的动力学影响了机器人控制的实时性。此外,关节柔性也会导致机器人... 详细信息

在现代工业中,高速运动工业机器人被广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域,成为推动工业自动化的关键设备之一。在高速运动时,机器人的非线性动力学特性十分显著,复杂的动力学影响了机器人控制的实时性。此外,关节柔性也会导致机器人各连杆之间产生振动。因此,在机器人的动力学建模和控制中,必须充分考虑关节柔性因素。本文以六自由度工业机器人为研究对象,针对复杂的动力学会影响基于动力学控制的实时性问题,以及高速运动时关节柔性导致的关节振动和变形问题,在刚体动力学模型的基础上简化动力学表达式,并考虑关节柔性因素,建立六自由度高速运动机器人动力学模型。通过研究机器人高速运动时影响动态精度的多种因素,利用计算力矩法进行控制并在该控制方法上进行改进,以提高机器人高速运动时的动态精度。论文主要研究内容如下:首先,根据机器人的结构与参数,构建了机器人的D-H坐标系与参数模型,对机器人正运动学模型和逆运动学进行了推导,得到了机器人末端的位姿变化矩阵表达式与逆运动学的八组解析解,通过多种方法验证了所建立的六自由度工业机器人正运动学模型和逆运动学求解的正确性,为研究机器人动力学奠定基础。其次,分析机器人的刚体动力学特性,利用牛顿欧拉法递推六自由度机器人动力学模型,对机器人各关节进行轨迹规划,实现从低速运动向高速运动的转换。将动力学表达式中的惯性项、离心力与哥氏力项和重力项进行简化,得到了机器人高速运动时的简化动力学方程以满足控制的实时性要求,通过对比机器人各关节驱动电机的输出力矩,证明了动力学方程简化的合理性,为进一步研究考虑关节柔性时的高速运动机器人的动力学特性和控制方法提供理论依据。然后,建立机器人柔性关节模型,在考虑关节柔性的情况下建立六自由度柔性关节机器人动力学方程。基于该模型,研究了机器人关节运动的速度大小对各关节产生振动的影响,并探讨了在高速运动时关节刚度和阻尼的大小对各关节振动与变形的影响;采用计算力矩法对柔性关节机器人进行控制,对比分析了机器人简化模型的有效性,并将计算力矩法与模糊控制理论相结合改进了传统的计算力矩法,以此来提高高速运动机器人的动态精度。最后,利用Adams虚拟样机软件建立了考虑关节柔性的六自由度工业机器人仿真模型,在Simulink中建立控制系统,然后通过Simulink和Adams联合仿真的方法,完成了机器人高速运动时控制的仿真,仿真结果表明基于模糊理论的改进计算力矩法可对柔性关节机器人进行有效控制。

关键词：工业机器人高速运动动力学简化柔性关节控制

高速运动平台高距离分辨率FMCW SAR RD算法

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现代雷达 2015年第11期37卷 32-36页

作者：陈鏐蕴曲毅张箭路婕武警工程大学信息工程系武警工程大学军事教育学院中国人民解放军68036部队

针对调频连续波合成孔径雷达在高速运动中收发信号的情况,运用一种精确的多普勒回波模型,推导说明了直接通过傅里叶变换距离压缩的谱峰不仅发生多普勒偏移,同时存在展宽和峰值下降现象。给出了补偿函数,能够去除多普勒偏移和距离徙动的... 详细信息

针对调频连续波合成孔径雷达在高速运动中收发信号的情况,运用一种精确的多普勒回波模型,推导说明了直接通过傅里叶变换距离压缩的谱峰不仅发生多普勒偏移,同时存在展宽和峰值下降现象。给出了补偿函数,能够去除多普勒偏移和距离徙动的影响,并进一步压缩距离响应,提高距离分辨率。仿真实验证明文中算法正确有效。

关键词：调频连续波合成孔径雷达雷达成像距离多普勒距离分辨率高速运动

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高速运动物体砰击水面后的动力学特性研究

船舶工程 2009年第3期31卷 62-65页

作者：陈占晖卢永锦中国船舶重工集团公司第704所上海200031

基于流-固耦合有限元法,对工程中经常出现的水平方向高速运动物体砰击水面后的动特性建立了三维砰击模型,并开展了相应的仿真、分析研究,得出了高速运动物体砰击水面后的运动轨迹及其动特性.研究成果对工程中诸如民航飞机水上迫降、空... 详细信息

基于流-固耦合有限元法,对工程中经常出现的水平方向高速运动物体砰击水面后的动特性建立了三维砰击模型,并开展了相应的仿真、分析研究,得出了高速运动物体砰击水面后的运动轨迹及其动特性.研究成果对工程中诸如民航飞机水上迫降、空投物体的入水特性分析及高速航行的船舶引擎突然熄火后的动特性研究等工作具有十分重要的现实指导意义.

关键词：刚性立方体高速运动砰击耦合动特性

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高速运动目标的宽带回波仿真和成像

现代雷达 2007年第6期29卷 43-45页

作者：杨正龙刘爱芳李士国金林南京电子技术研究所南京210013

利用图形电磁计算方法,提出了针对高速运动目标电磁散射数据的仿真方法,以宽带线性调频信号为例仿真得到高速空间目标的电磁散射数据,并对宽带仿真数据进行逆合成孔径雷达(ISAR)成像处理。ISAR处理结果表明,电磁散射仿真数据的一维像散... 详细信息

利用图形电磁计算方法,提出了针对高速运动目标电磁散射数据的仿真方法,以宽带线性调频信号为例仿真得到高速空间目标的电磁散射数据,并对宽带仿真数据进行逆合成孔径雷达(ISAR)成像处理。ISAR处理结果表明,电磁散射仿真数据的一维像散射点具有明显的频谱展宽,与理论分析结果完全一致。利用针对高速运动目标的ISAR成像方法,可以得到清晰的目标高分辨像。此外,图形电磁计算方法GRECO计算效率高,可以快速获得目标的宽带散射特性,因此,文中的电磁散射仿真方法具有良好的应用前景。

关键词：回波仿真逆合孔径雷达高速运动

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高速运动状态下天线基本振子的辐射场研究

激光杂志 2019年第1期40卷 58-67页

作者：吴鹏飞张启东王明军陈新源西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

在研究人们处于飞机、高铁等高速载人工具中的通信问题时,研究构成天线的基本成分——基本振子在高速运动下的辐射特性具有重要的意义。本文在静态基本振子辐射场的基础上通过洛伦兹变换推导出其在高速运动状态下的辐射场和两种状态下... 详细信息

在研究人们处于飞机、高铁等高速载人工具中的通信问题时,研究构成天线的基本成分——基本振子在高速运动下的辐射特性具有重要的意义。本文在静态基本振子辐射场的基础上通过洛伦兹变换推导出其在高速运动状态下的辐射场和两种状态下的能流密度矢量。根据静态和高速运动状态下基本振子的辐射场表达式以及能流密度矢量推导出其场强方向性函数和功率方向性函数,并用MATLAB进行仿真分析。由分析可知高速运动状态下基本振子的辐射场主要被洛伦兹变换所带来的高速分量影响;若因角度变化导致分量中包含光速的单项式丢失,则分量的辐射场几乎为零,为未来高速载人工具中天线的定向辐射和天线布阵奠定了理论基础。

关键词：辐射场电基本振子磁基本振子洛伦兹变换高速运动

脉冲激光斑纹干涉术测量高速运动物体的实验研究

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光学学报 1984年第4期4卷 331-335页

作者：冯士煜郭斯淦马莹莹郑顺旋广州中山大学物理系香港中文大学物理系

本文介绍利用脉冲激光斑纹干涉求作高速测量的新方法.作者把单脉冲红宝石激光通过分光、光学延迟变成双脉冲激光,测量高达100m/s运动物体的速度.

关键词：红宝石激光高速运动激光斑纹干涉术实验研究

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高速运动体启动参数测量系统设计

高速运动体启动参数测量系统设计

作者：解本政大连理工大学

学位级别：硕士

启动参数是高速运动体在发射平台上的初始运动参数,是高速运动体设计、研制定型中的重要参数,是考核发射动力装置工作状态和设计合理性的重要参数。由于其测量环境条件的复杂性和发射装置结构的特殊性,以及现有的启动参数获取方法存在... 详细信息

启动参数是高速运动体在发射平台上的初始运动参数,是高速运动体设计、研制定型中的重要参数,是考核发射动力装置工作状态和设计合理性的重要参数。由于其测量环境条件的复杂性和发射装置结构的特殊性,以及现有的启动参数获取方法存在的工作可靠性、测量精度等原因,无法满足测量需求,基于此本文开展了高速运动体启动参数测量系统设计研究。本文首先从测量环境条件和工作要求分析出发,设计了盘式拉线测量传感器作为启动参数转换传感器,设计了速采存储器作为信号采集、存储的测量设备;针对被测信号特点、高速运动体发射筒内运动规律和发射筒内的干扰分析,采用最小二乘拟合和全程高次方程相结合的处理方法,设计了高速运动体筒内启动数据处理算法,并对数据处理精度进行了仿真分析;针对测量环境中可能存在的干扰问题,本文从硬件设计、电信号转换器选型、信号传输和数据处理方法等方面进行了分析和设计,提高系统的抗干扰能力;最后,系统设计完成后,在实验室中进行了测试、标定,并在高速运动体试验中进行了应用,完成了数据测量与数据处理分析工作。系统实际应用结果表明,本文设计的软、硬件,以及数据处理算法合理可行,系统功能完备,工作可靠,离筒速度最大测量误差为0.44%,筒内最大加速度最大测量误差为2.3%,其测量结果精度满足设计要求,达到了设计目的。

关键词：高速运动启动参数盘式拉线测量传感器速采存储器数据采集与处理