检索结果-南通市图书馆

作者：宁子安上海交通大学

学位级别：硕士

随着航空工业的发展,飞行控制系统的设计要求越来越高。传统基于PID的飞行控制系统结构复杂,参数众多,设计和调参的工作量很大,传统PID控制器的弊端越来越明显。模型预测控制算法,具有多输入多输出的特性,能够很好地处理约束条件,具有... 详细信息

随着航空工业的发展,飞行控制系统的设计要求越来越高。传统基于PID的飞行控制系统结构复杂,参数众多,设计和调参的工作量很大,传统PID控制器的弊端越来越明显。模型预测控制算法,具有多输入多输出的特性,能够很好地处理约束条件,具有较好的控制性能。传统软件开发方法效率低、周期长、错误率高、修改困难,已经不能满足现代复杂的飞行控制软件开发。高安全性应用开发环境SCADE使用基于模型的“Y”型软件开发流程,无需人工手动编码,能够提高效率,节省时间和成本。本文的重点即是基于模型预测控制设计飞行控制系统,并在SCADE环境中建立模型,进行仿真验证。本文的工作包括:基于波音747-400建立了飞机运动模型,进行配平并在平衡点处进行小扰动线性化;分别基于PID和MPC设计了纵向自动飞行控制器,基于PID的控制器包括:俯仰姿态的稳定与控制、高度保持与控制和自动油门;详细对比分析了MPC的两种控制策略,并在MATLAB/Simulink中搭建模型;设计了两个飞行任务场景,使用三个算法进行了6组仿真实验,从三个不同的角度对比分析仿真结果;在SCADE环境中搭建飞机模型和控制器模型,并进行了安全性测试和代码集成;在SCADE Display中搭建了飞机主飞行显示器,并进行联合仿真,验证方案的可行性。研究结果表明:基于MPC的自动飞行控制器能够很好的处理状态量约束,抗干扰性更强,控制性能优于PID;本文在SCADE环境中搭建的飞行控制器功能达到预期,证明本文所采用算法和实现方案是可行的。

关键词：飞行控制系统模型预测控制 SCADE C*准则

LLC谐振变换器在航空二次电源中的应用研究

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LLC谐振变换器在航空二次电源中的应用研究

作者：黄森上海电机学院

学位级别：硕士

随着我国民航运输总周转量、旅客运输量和货邮运输量的不断递增,中国民用航空提出实现民航强国战略。同时,伴随着机载设备的不断发展,用电量也在增加,原有的恒频交流电源系统由于交流电源供电,易引起电源波形畸变,电磁干扰大,效率较低... 详细信息

随着我国民航运输总周转量、旅客运输量和货邮运输量的不断递增,中国民用航空提出实现民航强国战略。同时,伴随着机载设备的不断发展,用电量也在增加,原有的恒频交流电源系统由于交流电源供电,易引起电源波形畸变,电磁干扰大,效率较低等不足,不能满足未来多电飞机的发展要求,促使各公司开始对高压直流电源系统进行研究。高压直流电源系统结构简单、易实现不中断供电、可靠性强等优势,将是航空飞机电源系统领域的研究重点和发展方向;鉴于飞机上高压直流电源系统的母线电压为270V,机载设备、雷达、导航等电子设备的供电电压均为28V,因此,本文将对高压直流电源系统中二次电源的270V/28V DC/DC变换器进行研究。本文首先结合低压大电流输出的特点,将全桥LLC谐振变换器应用在航空二次电源高降压比DC/DC变换中。详细阐述了LLC谐振变换器的工作原理,并运用基波分析法(FHA)对其建模,得到LLC谐振变换器的FHA等效模型,同时对该谐振变换器的频率特性、空载特性、短路特性以及原边功率开关管零电压开通的限制条件进行分析。针对LLC谐振变换器副边二极管整流损耗较大的问题,将同步整流技术应用到LLC谐振变换器中,对比分析了同步整流技术的几种驱动方式,并对电流自驱动和智能芯片驱动同步整流进行详细分析,最后根据工程应用选用集成芯片UCC24610来检测MOSFET漏源极电压实现同步整流管的驱动方案,从而提供了准确的驱动信号,减少了副边整流管的导通损耗,提高了变换器的变换效率。其次,根据LLC谐振变换器的参数设计要求,对该变换器进行硬件设计,给出变换器主电路参数计算,在此基础上对该变换器的功率开关管,滤波电容进行选型,完成LLC谐振变换器驱动电路,保护电路以及辅助供电电路的设计。最后,在Matlab/Simulink环境下建立LLC谐振变换器控制系统的仿真模型,并搭建实验平台,通过仿真与实验对变换器波形进行分析比较,验证了上述理论分析的正确性和设计的可行性。

关键词： DC/DC变换 LLC谐振变换器基波分析法同步整流

基于MEMS技术的高温绝缘层制备方法的研究

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基于MEMS技术的高温绝缘层制备方法的研究

作者：牛迪上海交通大学

学位级别：硕士

随着航空航天技术的不断发展,对发动机上一些关键参数的测量也提出了更苛刻的要求。航空发动机是在高温下运行的,因此在高温条件下监测发动机运行中的状态对于确保安全性和可靠性至关重要。薄膜高温传感器凭借其体积小、响应快、干扰小... 详细信息

随着航空航天技术的不断发展,对发动机上一些关键参数的测量也提出了更苛刻的要求。航空发动机是在高温下运行的,因此在高温条件下监测发动机运行中的状态对于确保安全性和可靠性至关重要。薄膜高温传感器凭借其体积小、响应快、干扰小等优点逐渐成为国内外的研究热点,航空发动机涡轮叶片一般由金属材料构成,若要实现薄膜温度传感器、高温应变传感器等一系列高温传感器与发动机叶片的功能结构一体化,在薄膜传感器和金属基底之间必须存在一层性能良好的绝缘层,才能使薄膜传感器在高温下正常工作,因此制备绝缘性能良好的高温绝缘层成为薄膜传感器研制过程中的一个关键环节。在高温合金基底上制备绝缘性能良好的高温绝缘层目前是国内外研究机构共同的难题,能够兼容各种独特功能材料集成制造的非硅MEMS技术为解决上述难题提供了崭新技术途径。本论文研究比较了两种制备方法,一种是NiCoCrAlY过渡层热氧化+溅射氧化铝的薄膜绝缘层制备方法,另一种是基于MEMS微结构结合力强化的等离子喷涂制备方法。针对NiCoCrAlY过渡层热氧化+溅射氧化铝制备的绝缘层容易出现的问题,如绝缘层高温下易脱落、完整性不易控制等,本论文研究中对工艺过程进行了优化,并重点研究了不同热氧化条件对氧化层微观形貌、成分的影响,分析结果发现热氧化之前试样在950℃氩气环境中热处理4h可以使Al元素扩散到表面,之后随着热氧化时间的延长,越来越多会在表面生成,但是当热氧化时间延长到一定程度时,会在氧化层中生成严重削弱高温绝缘性的NiO,并且热氧化层表面会出现越来越多的褶皱,比较测试结果发现热氧化10h的试样氧化层由高纯度组成,再溅射2μm氧化铝的情况下,高温下绝缘性相对最优,800℃时电阻为6.4kΩ。在该绝缘层表面制备了薄膜热电阻传感器,传感器可以在100—800℃范围内正常工作。但该绝缘层制备方法工艺复杂、耗时时间长,且高温下电阻不够足够大。基于MEMS微结构增强结合力的思路,我们又提出一种新型的依托等离子喷涂技术制备高温绝缘层的方法,通过在基体表面加工形成微型方柱阵列取代传统喷砂处理来增加结合力、降低热应力。运用COMSOL软件对模型进行了仿真,研究了不同尺寸微阵列结构对热应力的影响,并比较分析了新型制备方法与传统喷砂处理制备方法的优劣,仿真结果显示当表面微型方柱阵列槽宽为500μm时沿界面处高温热应力相对最小,并且小于传统喷砂处理界面处热应力,实验结果显示该方法制备的高温绝缘层在高温下具有良好的热稳定性和绝缘性,涂层厚度为300μm时,1000℃时绝缘电阻可以达到281.32kΩ,在该绝缘层表面同样制备了薄膜热电阻传感器,传感器可以在100—1000℃范围内正常工作。该制备方法比传统热氧化过渡层再溅射氧化铝所得到的绝缘层高温绝缘性能更好,且简化了工艺过程。

关键词： NiCoCrAlY过渡层热氧化高温绝缘性等离子喷涂 MEMS微结构

Al/Zn比对Mg-Li-Al-Zn（-Y）合金拉伸及疲劳性能的影响

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Al/Zn比对Mg-Li-Al-Zn（-Y）合金拉伸及疲劳性能的影响

作者：梁新理上海交通大学

学位级别：硕士

作为目前密度最低的金属结构材料,镁锂合金具有较高的比强度和比刚度及良好的电磁屏蔽性等优点,在航空航天、兵器工业、3C产业等领域具有巨大的应用潜力。但是,镁锂合金绝对强度低,且现有力学性能研究主要集中在静态拉伸行为,而循环载... 详细信息

作为目前密度最低的金属结构材料,镁锂合金具有较高的比强度和比刚度及良好的电磁屏蔽性等优点,在航空航天、兵器工业、3C产业等领域具有巨大的应用潜力。但是,镁锂合金绝对强度低,且现有力学性能研究主要集中在静态拉伸行为,而循环载荷下的使役行为研究极少,数据库和可靠性研究的缺少限制了镁锂合金的应用。因此,开发出高强韧镁锂合金并研究其在循环载荷下的疲劳行为具有重要意义。基于此,本文以课题组前期开发的具有较好综合性能的Mg-Li-Al-Zn(-Y)系合金为研究对象,Li含量选为具有双相结构的8wt.%,Al和Zn总含量为5 wt.%。在不显著提高镁锂合金密度的前提下(ρ≤1.55 g/cm),通过多元微合金化、固溶热处理和挤压变形方法提高Mg-Li-Al-Zn(-Y)系合金的静态拉伸力学性能和动态高周疲劳性能,为该镁锂合金系的进一步应用提供基础实验支撑。主要研究成果如下:首先探索了Al/Zn比和固溶热处理工艺对Mg-8Li-x Al-y Zn合金微观组织和力学性能的影响,优化出最佳的Al/Zn比和热处理工艺。制备了Al/Zn比分别为1:4,2:3,3:2,4:1的Mg-8Li-xAl-yZn合金。然后设计了四种不同的固溶处理工艺(300℃、325℃、350℃、375℃)×4h。发现对于铸态合金,当Al/Zn比小于2:3时,第二相的组成主要是MgLiZn相和Al-Li相,当Al/Zn比大于3:2时,第二相主要是Al-Li相。在Mg-8Li-xAl-yZn(x+y=5)合金中,最佳Al/Zn比为3:2,铸态Mg-8Li-3Al-2Zn(LAZ832)合金的屈服强度(YS)、抗拉强度(UTS)和延伸率(EL)分别为143.0 MPa、183.0 MPa和26.6%。最佳固溶处理工艺为350℃×4h,经此工艺处理后,LAZ832合金的屈服强度和抗拉强度分别增加到272.5 MPa和315.0 MPa,分别提高了90.6%和72.1%,而延伸率降低到3%。重点阐述了Al、Zn元素对第二相的种类和形成机制的影响差异以及合金固溶强化机理。含Zn量高时,大部分MgLiZn相在300°C时分解并固溶进基体是改善含Zn量高时LAZ合金(LAZ814和LAZ823)力学性能的主要因素。而含Al量高时,Al-Li相的分解以及α-Mg基体的球化是固溶温度达到350℃时改善高Al含量LAZ合金(LAZ832和LAZ841)LAZ合金力学性能的主要因素。基于上述最佳Al/Zn比和固溶处理工艺,为了进一步提高该类镁锂合金使役性能和热稳定性,向LAZ合金中加入了0.5wt.%的稀土元素Y,研究了铸态、固溶态和挤压态LAZ832-0.5Y合金的拉伸力学性能和高周疲劳性能,并与LAZ814-0.5Y合金进行了对比分析。结果发现,所有状态LAZ832-0.5Y合金的拉伸性能和疲劳性能均高于LAZ814-0.5Y合金。与铸态LAZ832-0.5Y合金(YS=198.1MPa、UTS=222.5 MPa、EL=12.3%)相比,固溶态LAZ832-0.5Y合金的YS和UTS分别增加到274.7 MPa和321.7 MPa,分别提高了38.7%和44.6%,而EL降至4.9%。挤压态LAZ832-0.5Y合金的YS、UTS和EL分别增加到282.4 MPa、319.3 MPa、19.3%,相对于铸态分别提高了42.6%、43.5%和56.9%。在R=-1和10高周疲劳循环下,铸态、固溶态和挤压态LAZ832-0.5Y合金的疲劳强度分别为65 MPa、90 MPa和105 MPa,高于LAZ814-0.5Y合金的60 MPa、80 MPa和100 MPa,主要原因是因为LAZ832-0.5Y合金基体强度更高,第二相强化更明显。探索了不同成分和不同状态镁锂合金疲劳性能的强化机制,铸态合金的疲劳裂纹主要萌生于亚表面的应力集中的第二相,相比于铸态合金,固溶态合金的疲劳裂纹主要萌生于试样亚表面,疲劳强度的提高主要与固溶强化有关,裂纹的扩展主要是受到晶格畸变的阻碍,表现为沿晶和穿晶扩展。而挤压态合金的疲劳裂纹主要萌生于试样表面,疲劳强度的提高主要是因为组织细化、位错堆叠和第二相弥散强化阻碍了裂纹传播,延缓了裂纹扩展速率从而提高了疲劳寿命。

关键词：镁锂合金 Al/Zn比微观组织力学性能疲劳行为固溶

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干涉型光纤弱磁传感器解调系统稳定性研究

干涉型光纤弱磁传感器解调系统稳定性研究

作者：都智刚上海交通大学

学位级别：硕士

光纤传感技术是一种成熟的传感器技术,它具有很多优点:灵敏度(sensitivity)高、环境适应性强(可用于高压、高温、电磁干扰等工作环境)、安装方便(可以根据各类仪器或应用结构形状设计)、远程传感(可用光纤传输信息进行遥测)等等。而光... 详细信息

光纤传感技术是一种成熟的传感器技术,它具有很多优点:灵敏度(sensitivity)高、环境适应性强(可用于高压、高温、电磁干扰等工作环境)、安装方便(可以根据各类仪器或应用结构形状设计)、远程传感(可用光纤传输信息进行遥测)等等。而光纤微弱磁场传感器是光纤传感技术中一个重要的研究方向。本论文研究重点是干涉型光纤传感器解调系统,在实验室原有研究工作的基础上,改进了整套系统,具体包括:对磁场换能器的磁致伸缩材料、光纤长度、骨架形状等工艺进行实验探讨及设计,对传感信号的处理电路进行了稳定性、灵敏度两个方面的改进,并且利用磁场换能器的方向性对三维矢量磁场进行了测量。同时还和其他同学合作,参与了电场换能器设计等工作。本文分别从光路稳定性和电路稳定性两个方面对干涉型微弱磁场传感器进行了详细研究。在光路稳定性分析中,对不同结构的干涉仪(M-Z干涉仪和Michelson干涉仪)进行了实验比较,验证了带法拉第旋转反射镜的干涉仪具有很好的稳定性。在电路稳定性分析中,主要针对弱磁解调系统的电路特性稳定性进行分析,具体包括:通过电路自相关和互相关解调方法的理论比较,得出采用互相关解调的锁定放大技术对微弱光传感信号经过光电转换后端处理具有较强的适应性,与此同时,采用了基于反相放大技术的闭环反馈电路设计,从而使系统稳定性及灵敏度有了较大的提高,传感系统更具实用性。最后经过改进的干涉型磁场传感器系统能够有效地测试微弱磁场,重复性非常好,系统的灵敏度可达49.4μV/nT,在1Hz时系统的本底噪声为2.5×10V/Hz1/2,系统在1Hz处的最小可测磁场约为0.5nT。在改进之前,原有系统最小只有20nT,提高了40倍。

关键词：光纤传感技术干涉型光纤磁场传感器稳定性三维矢量磁场相关解调反相放大技术

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双色红外测温仪的设计与改进

双色红外测温仪的设计与改进

作者：郑斌上海交通大学

学位级别：硕士

工业生产温度测量在科学研究、、军事等领域都有重要的应用。目前,非接触式测温法在逐渐取代传统的接触式测温法。而在非接触式测温法中,红外测温法由于其不干扰温场、响应速度快等优点,应用最为广泛。随着红外探测技术的发展,红外测温... 详细信息

工业生产温度测量在科学研究、、军事等领域都有重要的应用。目前,非接触式测温法在逐渐取代传统的接触式测温法。而在非接触式测温法中,红外测温法由于其不干扰温场、响应速度快等优点,应用最为广泛。随着红外探测技术的发展,红外测温仪也日渐向高精度、普适性等方向发展。其中,双色测温仪因性价比高、测量范围大、抗干扰能力强等优点,在红外测温仪中逐渐占据重要地位。相比国外而言,国内的相关研究起步较晚,在双色测温仪的准确度和抗干扰能力上还和国外有一定差距。本文着眼于研究提高双色红外测温精度的方法。在传统双色测温法的理论基础上,分析了滤波片带宽对测温精度的影响。结合传统的标定方法,引入了发射率、温度和波长三者之间的函数关系,并对标定方法进行改进。此外,重点分析了坡度和背景温度对双色测温精度的影响,并提出了坡度补偿和背景温度补偿方法。本文主要内容是设计双色红外测温仪。在仪器设计中,根据需求分析提出了仪器的总体设计方案和相应的光学、硬件和软件设计方案。在光学设计部分,采用双通道非调制光路系统和InGaAs光电探测器,并通过合理的选择双波长来规避大气衰减的影响,最终确定了1.2μm和1.55μm的双波长。在硬件设计部分,以提高测温精度和抗干扰能力为主要目标,在芯片选型和电路设计中重点考虑了噪声和温漂特性的影响,围绕嵌入式微处理器设计了I-V转换、低通滤波和50Hz陷波滤波、A/D转换的模拟电路以及人机交互、通讯和环境温度采集的数字电路,并在电磁隔离和降噪上进行优化。在软件设计部分,基于C语言编写了嵌入式程序和PC上位机程序,并对比和分析了最小二乘法拟合和样条曲线拟合的误差。最后是测温仪的标定和各项性能参数的分析。利用黑体炉对测温仪进行标定,并分析不确定度和重复性。实验结果表明,在500200℃的测温范围内,仪器的精度在0.5%以内,重复性在0.1%以内,实现了预期设计目标。另外,进一步分析了系统主要的误差来源,并提出相应的解决方法。

关键词：红外测温双色测温坡度补偿背景温度补偿黑体炉标定

MEMS电磁驱动式微镜状态估计与故障诊断研究

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MEMS电磁驱动式微镜状态估计与故障诊断研究

作者：傅李鹏上海师范大学

学位级别：硕士

随着微纳制造技术和集成电路的发展,微机电系统(Micro Electromechanical System,简称MEMS)成为了近几十年来流行起来的一个新型领域。微机电系统具有体积小、集成度高、功耗低等优势,因此被广泛应用于人们的日常生活和生产中。微光机... 详细信息

随着微纳制造技术和集成电路的发展,微机电系统(Micro Electromechanical System,简称MEMS)成为了近几十年来流行起来的一个新型领域。微机电系统具有体积小、集成度高、功耗低等优势,因此被广泛应用于人们的日常生活和生产中。微光机电系统(Micro Optical Electromechanical System,简称MOEMS)是微机电系统的一个重要的分支,它主要由微光学系统和微机电系统融合而成。微光机电系统在控制器的驱动下,通过微机械装置控制微光学元件产生位移或偏转,实现光路的改变或调制,因此被广泛应用于光通信和高清晰投影成像等领域。MEMS微镜是微光机电系统的一类应用产品,因其能耗低、体积小、精度高、响应速度快等优点,而被应用于医疗成像、航空航天、高清晰显示、光通信等领域。电磁驱动式微镜主要利用内部微型线圈产生的磁场力使微小的镜面产生偏转,实现对物体的扫描。相比于其它类型的微镜,电磁驱动式微镜可以实现较大的光学扫描角度。另外,电磁驱动式微镜还可以对物件实现较高频率的扫描,实现高清晰成像。在未来,电磁驱动式微镜还可应用于可穿戴式显示器、手机微型投影设备及微型激光雷达等,展现出极大的应用潜力,因此开展MEMS电磁式微镜相关课题的研究是具有很大的现实意义的。为了使MEMS电磁式微镜在应用过程中展现出优质的性能,需要对其进行多方面的研究。目前,国内外学者对于电磁式微镜开展的研究主要集中于制造、建模、控制算法和故障诊断等。本文研究的是电磁式微镜的状态估计与故障诊断,主要完成的研究工作如下:(1)根据前期的研究工作,电磁式微镜系统存在非线性迟滞特性,结合其模块构成,提出使用迟滞Hammerstein模型描述微镜系统,并进行参数辨识。(2)为了使算法在工程应用中易于实现、降低算法复杂度的同时保证一定的模型准确度,对现有的迟滞三明治系统的状态估计理论进行改进,利用Duhem算子替代PI算子描述系统的迟滞部分,并证明了改进后的非线性状态观测器的收敛性。将改进后的理论用于汽车尾气循环阀模型进行仿真,结果表明其可以对系统实现准确的状态空间描述,并在理想情况下可以准确地估计系统的状态变量。(3)由于迟滞Hammerstein系统是迟滞三明治系统的一种特殊形式,将上述改进后的基于Duhem算子的迟滞三明治系统状态估计理论进一步改进,使其适用于迟滞Hammerstein系统,并应用于电磁式微镜系统模型进行仿真,结果表明其可以对微镜系统实现准确的状态空间描述,并在理想情况下实现系统状态变量的准确估计。(4)考虑到实际工程环境中系统会受到模型误差、随机噪声等不确定因素的干扰,因此针对电磁驱动式微镜系统设计了鲁棒状态估计方案。为解决现有的非线性迟滞系统的鲁棒状态观测理论只针对模型误差和已知噪声具有鲁棒性的问题,本文提出使用基于H∞优化理论的比例积分观测器(PIO)对微镜系统进行鲁棒状态估计,使其考虑到系统存在的迟滞特性的同时,对模型误差和随机噪声也具有鲁棒性,通过仿真和实验结果表明,与现有的鲁棒状态估计理论和非鲁棒状态观测器相比,本文设计的比例积分观测器的估计误差更小,对系统状态的估计结果更准确。(5)基于本文提出的比例积分观测器(PIO)设计了电磁式微镜系统的故障诊断模块,针对电磁驱动式微镜常见的线圈损坏或传感器损坏、转动轴断裂、疲劳故障及电压超额进行故障特点分析与诊断,通过故障发生时故障诊断模块测得的残差信号时域、频域特征判断故障类型。

关键词： MEMS电磁驱动式微镜迟滞Hammerstein系统状态估计故障诊断比例积分观测器

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立体呈现对人视觉认知的影响研究

立体呈现对人视觉认知的影响研究

作者：赵亚上海交通大学

学位级别：硕士

航空出行是现代社会的重要交通方式,提高飞行安全是一直伴随它存在的重要话题。根据不同渠道的统计,结果均显示飞行事故中由于人为因素而导致的机组操作错误造成的事故大约占总事故的70%0%。因此对航空人为因素的研究对飞行安全有着非... 详细信息

航空出行是现代社会的重要交通方式,提高飞行安全是一直伴随它存在的重要话题。根据不同渠道的统计,结果均显示飞行事故中由于人为因素而导致的机组操作错误造成的事故大约占总事故的70%0%。因此对航空人为因素的研究对飞行安全有着非常重要的意义。本论文受国家重点基础研究发展计划(课题编号:2010CB734103)及国家自然科学基金(61305141)的支持。飞行员是操纵飞机,执行飞行任务的核心人员。人在获取信息的时候很大程度上要依赖于视觉。飞行员需要依靠对舱外视景及舱内仪表及显示器等目视巡视和自身感觉等方式获取各类飞行信息,做出认知决策,然后通过舱内控制器操纵飞机。因此飞行员视觉信息的准确获取与认知对飞行安全非常重要。我们生活在三维世界,日常我们通过双眼来完成对外界的立体视觉信息的获取。本文的研究内容包括:分析了当前国内外对视觉认知领域内碰撞检测的相关研究;通过分析,设计并进行了若干立体及非立体视觉认知对比实验,以获取人的视觉认知判断结果,进而处理分析了立体显示对人的视觉认知的影响。研究结果表明:在观察者不动的碰撞检测中,立体呈现对人视觉认知有显著影响,人在立体呈现环境下,具有普遍较高的判断准确率,与较低的人间差异性,运动轨迹、观察角度等因素均对判断结果有显著影响。而在观察者运动的飞机进近过程的抽象模拟中,立体呈现条件下,反而敏感度较低。

关键词：飞行安全视觉认知立体显示碰撞检测

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低空环境下民用航空器精密进近算法研究

低空环境下民用航空器精密进近算法研究

作者：汪媛卿上海交通大学

学位级别：硕士

随着我国民航事业的快速发展，航班量的不断增长，我国将由航空大国向航空强国迈进。对空管安全保障和服务提出更高要求，通过导航、通信、雷达等技术对飞机飞行活动进行监视和控制的空中交通管制的方式和手段也需不断更新，以适应快速... 详细信息

随着我国民航事业的快速发展，航班量的不断增长，我国将由航空大国向航空强国迈进。对空管安全保障和服务提出更高要求，通过导航、通信、雷达等技术对飞机飞行活动进行监视和控制的空中交通管制的方式和手段也需不断更新，以适应快速增长的民航飞行流量。本文详细分析了民用航空器精密进近的各种方式、技术手段。逐步介绍了传统导航方式、以及未来即将使用、可能使用的导航方式和算法研究。在此基础上重点研究了RNP精密导航方式。本文首先从新航行系统的出现，介绍了在我国大部分机场目前运用导航方式及设备原理。基于仿真平台，本人及研究小组对传统导航方式中导航台站布局与GDOP角关系进行分析，分析验证了仪表着陆系统、微波着陆系统等传统导航方式在空中交通管制中应用显示出的局限性。详细分析了RNP的功能、种类划分，研究了导航精度、完好性、可靠性等，对其相对传统导航方式的优势进行技术分析和总结。突出了在提高空域利用率、空域容量、缩短航迹、航迹选择等方面给空管带来的优势。进一步展望了未来与其它空管新技术的融合和发展情况。卫星导航的快速发展为民航导航提供了新的可能，克服了无线电导航的不足，提供全天候、全球范围连续导航。本文通过查阅资料介绍了GNSS的组成，特别是我国的北斗卫星导航系统。但卫星导航在空管应用存在有一些问题，如在航空应用上高动态高精度定位、完好性监测等要求，有必要对卫星导航系统增强处理，拓展应用领域。进一步介绍了卫星导航增强系统的分类，着重分析了美国WAAS、LAAS系统等。对于我国未来即将使用、可能使用的GBAS、WAAS进行技术总结和应用分析。分析验证了GBAS取代仪表着陆系统的种种优势。并针对WAAS系统里精密度要求特别高的非陆基广义精密进近算法进行算法探讨、算法分析。如今借助于各种平台，发展不依赖卫星信号的区域信号增强系统具有较重要的意义。本论文探讨了对高端用户发展区域信号增强系统的新技术，并结合实验室相关课题，仿真了民用航空器的精密进近基本性能，探讨了最小二乘法的解算方法。仿真结论表明，可以大大提高导航精度和准确性。为民用航空器的精密进近提供了一种新的可能。本文引入的精密进近算法提高了导航精度，对于未来空管导航方式提供了很好的借鉴意义和广泛的应用价值。

关键词：传统导航方式 RNP精密导航技术空域利用率 GNSS卫星增强系统精密进近算法研究

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无线体域网信道模型及同步技术研究

无线体域网信道模型及同步技术研究

作者：盛楠上海交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着无线通信技术的迅速发展以及人们对无线应用需求的不断提高,无线人体局域网(Wireless Body Area Network,WBAN)系统因其便携的特点,能够很好地适应医疗、航天、体育以及军事等领域对人体体征进行实时测量与监控的需求,逐渐... 详细信息

近年来,随着无线通信技术的迅速发展以及人们对无线应用需求的不断提高,无线人体局域网(Wireless Body Area Network,WBAN)系统因其便携的特点,能够很好地适应医疗、航天、体育以及军事等领域对人体体征进行实时测量与监控的需求,逐渐成为了下一代移动通信技术研究中的热点方向之一。无线体域网系统工作在人体周围。由于人体的遮挡、人体运动以及外界环境等因素的影响,信号在复杂的电磁环境中传输并受到一定影响。目前,传统无线通信系统的信道模型及对应的信号处理算法研究已相对成熟,而无线体域网信道的研究工作却刚刚起步,信道模型还不够成熟、全面,从而严重制约了无线体域网系统同步、均衡等信号处理算法的研究。针对以上问题,本文中设计了针对无线体域网近人体信道的测量方案,对室内环境近人体信道在不同频点下的特性进行了测量。通过对实际信道测量数据的分析与研究,找出了对无线体域网近人体信道产生影响的各个主要因素,并重点针对影响信道的最主要因素——人体运动进行分析,进一步完成了对无线体域网人体信道模型的研究。在信道模型研究的基础上,针对信道特性,本文中提出了在认知无线电基本算法辅助下的基于循环谱检测理论及前导序列频谱特性的同步算法。经过理论分析以及硬件实验平台的验证,该算法能够在低信噪比的环境中获得良好而稳定的同步性能,并能够稳定工作在受到人体运动严重影响的无线体域网近人体信道环境中。该算法具有一定的工程实现价值。

关键词：无线体域网信道模型频谱感知同步