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一种摆式谐振加速度计的微杠杆结构设计与分析

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中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 290-299页

作者：周严张宇轩姚志超吴天豪苏岩张晶南京理工大学MEMS惯性技术研究中心南京210094 中国兵器工业导航与控制技术研究所北京100089

为提升摆式谐振式加速度计性能,设计了一种将质量块与微杠杆结构一体化的摆式微杠杆结构,实现惯性力的敏感与放大,提升结构的鲁棒性。首先建立了微杠杆结构力学模型,并进行了关键参数计算。其次,根据微杠杆结构放大倍数影响机理,分析了... 详细信息

为提升摆式谐振式加速度计性能,设计了一种将质量块与微杠杆结构一体化的摆式微杠杆结构,实现惯性力的敏感与放大,提升结构的鲁棒性。首先建立了微杠杆结构力学模型,并进行了关键参数计算。其次,根据微杠杆结构放大倍数影响机理,分析了质量块、支撑梁及微杠杆结构尺寸参数对放大倍数的影响;理论分析与有限元仿真结果均表明,支点梁与输出梁的宽度应作为该类微杠杆的关键优化参数。最后,根据上述结论对现有结构尺寸进行优化,优化后的微杠杆放大倍数为15.68,系统放大倍数为12.88,标度因数为70.52 Hz/g,较优化前分别提升了36.94%、36.87%和36.88%,验证了优化方法的有效性。

关键词：谐振式加速度计摆式结构微杠杆放大倍数

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CMG框架超低速无电流环矢量控制研究

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 594-601,625页

作者：陈雷潘松徐张凡李华峰申友涛南京航空航天大学机械机构力学及控制国家重点实验室南京210016 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201100

针对控制力矩陀螺框架在超低速工况下存在转速测量精度低、多源扰动力矩及非线性摩擦等问题,提出了基于无电流环矢量控制的超低速驱动控制方法。首先,建立超低速工况下的框架电机的机电模型,设计了无电流环磁场矢量控制器(field-oriente... 详细信息

针对控制力矩陀螺框架在超低速工况下存在转速测量精度低、多源扰动力矩及非线性摩擦等问题,提出了基于无电流环矢量控制的超低速驱动控制方法。首先,建立超低速工况下的框架电机的机电模型,设计了无电流环磁场矢量控制器(field-oriented control,简称FOC);其次,针对转速测量精度的问题,设计了转速观测器作为反馈环节。结果表明,与方波驱动法相比,该方法无换相转矩,提高了转速测量精度,且在面对多源扰动、非线性摩擦时具有鲁棒性。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：控制力矩陀螺磁场矢量控制卡尔曼滤波框架控制

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速率积分半球谐振陀螺双通道同步测控系统

弹箭与制导学报 2024年

作者：吴洪博魏振楠伊国兴王宁关泽源哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心

半球谐振子驻波精准矢量检测与激励是实现速率积分半球谐振陀螺的关键。本文提出了一种基于正交方位振动信号同步检测激励的速率积分半球谐振陀螺双通道同步测控方案，并通过实物实验对该方案的有效性进行了验证。首先，优化了谐振子驻... 详细信息

半球谐振子驻波精准矢量检测与激励是实现速率积分半球谐振陀螺的关键。本文提出了一种基于正交方位振动信号同步检测激励的速率积分半球谐振陀螺双通道同步测控方案，并通过实物实验对该方案的有效性进行了验证。首先，优化了谐振子驻波解调方案；其次，设计了适用于双通道同步测控模式的速率积分半球谐振陀螺多回路控制方法，实现了驻波的频率跟踪和幅度、正交控制，并加入角位置预测方案，保证了检测、驱动的同步性；然后，针对FPGA浮点数运算能力弱及参数调试和算法优化困难等问题，设计并实现了基于“FPGA+DSP”的双数字核心架构半球谐振陀螺控制电路。该电路在保证测控系统时序特性的同时，提高了系统的运算精度和编译效率；最后，利用实物实验对所设计的半球谐振陀螺多回路控制方法进行了验证，实验结果表明，本文设计的双通道同步测控系统有效实现了半球谐振陀螺速率积分控制模式，陀螺角速率输出噪声标准差达到0.001deg/s以下，标度因数非线性度达到12.98ppm。

关键词：半球谐振陀螺速率积分模式双通道同步测控驻波控制模数混合电路

模拟月面高温环境下120 N发动机点火特性和排气试验

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航空学报 2024年第11期45卷 227-238页

作者：陈锐达陈夏超陈泓宇徐辉洪鑫上海空间推进研究所上海201112 上海空间发动机工程技术研究中心上海201112

为了考察月面高温环境下液体火箭发动机的工作能力,开展了双组元120 N自燃推进剂发动机高空模拟热试车,通过包覆热控组件和添加比例积分微分控制装置实现了对推进剂供应管路和电磁阀壳体的加热和保温,研究了常温和80~135℃保温对发动机... 详细信息

为了考察月面高温环境下液体火箭发动机的工作能力,开展了双组元120 N自燃推进剂发动机高空模拟热试车,通过包覆热控组件和添加比例积分微分控制装置实现了对推进剂供应管路和电磁阀壳体的加热和保温,研究了常温和80~135℃保温对发动机点火时的稳态工作性能、脉冲工作性能的影响,验证了保温后进行长脉宽脉冲程序点火排出汽化推进剂的可行性。试验结果表明:各个高温条件下,发动机均可实现稳态和脉冲模式工作,稳定后稳态工作性能相当,基于推力测量的启动响应时间较常温条件下明显延长,关机时恢复至正常水平。受推进剂密度和四氧化二氮气液流动状态的综合影响,在保温80、90、105、120、135℃时,30 ms脉宽下首个脉冲推力冲量相对常温条件下的占比分别为80%、66%、31%、16%、17%。当脉宽小于或者大于启动响应时间时,推力冲量相较常温下的偏差值随脉宽增大均逐渐缩小。7组128 ms脉宽的脉冲程序可以基本排净推进剂供应管路内汽化的推进剂,排气程序结束后发动机脉冲工作性能恢复至正常水平。

关键词：液体火箭发动机高温环境热控组件推进剂汽化工作性能脉冲冲量

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空间结构用微振动控制阻尼器动态特性测试

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 508-513,619页

作者：朱琛刘兴天周晓东赵枝凯赵发刚周徐斌上海卫星工程研究所上海201109 上海航天装备微振动环境模拟工程技术研究中心上海201109 上海航天技术研究院上海201109

空间桁架是有效载荷的常用支撑结构,由于有效载荷的振动敏感性,为保证有效载荷的在轨性能,保持桁架结构的稳定性,需要对桁架结构的低频振动进行抑制。液体阻尼器具有良好的阻尼性能,常用于卫星结构的振动抑制。对液体阻尼器的动态特性... 详细信息

空间桁架是有效载荷的常用支撑结构,由于有效载荷的振动敏感性,为保证有效载荷的在轨性能,保持桁架结构的稳定性,需要对桁架结构的低频振动进行抑制。液体阻尼器具有良好的阻尼性能,常用于卫星结构的振动抑制。对液体阻尼器的动态特性进行了理论分析和试验研究,使用激振器进行激励加载,获取了输入加速度和输出动态力的关系,求解了阻尼器的动刚度及阻尼系数。测试结果表明,该阻尼器可实现较大范围的阻尼系数,阻尼系数较未充液增加10倍以上,具有低频大阻尼、高频小阻尼的特性,可满足空间桁架结构减振需求,对空间结构的振动控制具有较强的工程意义。

关键词：液体阻尼器动刚度阻尼系数激振器滞回曲线

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多智能网联汽车轨迹规划:现状与展望

机械工程学报 2024年第10期60卷 129-146页

作者：戢杨杰张馨雨杨紫茹周上航黄岩军曹建永熊璐余卓平同济大学汽车学院上海201804 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司上海201800

轨迹规划是自动驾驶汽车的基本功能。随着车用无线通信技术(Vehicle to everything,V2X)技术的发展,自动驾驶汽车具备智能网联功能,这些汽车被称为智能网联汽车。智能网联技术可以为自动驾驶汽车带来大量信息,增强不同自动驾驶汽车之间... 详细信息

轨迹规划是自动驾驶汽车的基本功能。随着车用无线通信技术(Vehicle to everything,V2X)技术的发展,自动驾驶汽车具备智能网联功能,这些汽车被称为智能网联汽车。智能网联技术可以为自动驾驶汽车带来大量信息,增强不同自动驾驶汽车之间的合作,并为轨迹规划提供额外的优化空间,以减少驾驶时间,提高驾驶舒适性和安全性。与传统的单车轨迹规划相比,多车轨迹规划可以充分利用智能网联汽车的技术优势,为多个自动驾驶汽车规划合适的轨迹。以结构化场景和非结构化场景的分类综述典型的多车轨迹规划应用场景,总结不同的多车轨迹规划合作规划策略和特点。总结用于多车轨迹规划的各种方法,包括传统的流水线规划方法和端到端方法,并对多车轨迹规划的试验进行归纳。基于当前研究现状,提出多车轨迹规划面临的挑战和未来的研究方向,为智能交通系统领域的研究人员提供启发和参考。

关键词：自动驾驶汽车轨迹规划智能网联汽车

基于Sentinel-2时序数据的广东省英德市茶园分类研究

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1136-1143页

作者：陈盼盼任艳敏赵春江李存军刘玉北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097

茶叶是一种高附加值的经济作物,是我国南方山区乡村振兴的主要抓手。由于毁林种茶等破坏行为,导致森林资源破坏并引发水土流失等生态环境问题。快速准确获取茶园的空间分布对于政府监管和茶叶产业的规划发展至关重要。由于研究区天气多... 详细信息

茶叶是一种高附加值的经济作物,是我国南方山区乡村振兴的主要抓手。由于毁林种茶等破坏行为,导致森林资源破坏并引发水土流失等生态环境问题。快速准确获取茶园的空间分布对于政府监管和茶叶产业的规划发展至关重要。由于研究区天气多阴雨,茶园分布较为分散,与森林等植被光谱较为接近等原因,导致基于卫星影像提取茶园挑战性较大。为了摸清英德市的茶园空间分布,系统分析了中高分辨率的多光谱Sentinel-2影像数据,结合多时序多特征信息在茶园提取中的应用潜力。以英德市全境为研究区,选用2019年—2021年的9期Sentinel-2影像数据,详细分析了茶树生长的物候特征,进一步探究了茶园和其他地类在多时序中的特征变化,采用Relief算法对所有特征进行重要性排序。根据特征排序结果,选取特征权重值加权90%的特征因子,即7个植被指数特征和2个纹理特征,通过不同的组合排序构建了9种茶园分类场景,采用RF算法对所有分类场景进行精度评价,选取最佳分类场景,进一步探讨了RF分类算法和SVM分类算法对茶园提取的可行性。结果表明:(1)在进行英德市茶园提取时,2月和10月是采用多时相构造茶园多特征的最佳组合,可能因2月茶树处于萌芽期长出部分嫩绿的新叶易于和森林植被区分且在10月前后由于茶园进行了修剪其特征也较明显,因此两时相特征融合易于区分茶园。(2)RF分类方法与SVM分类方法相比,后者的精度较高,其总体精度达到91.56%,Kappa系数为0.89,生产者精度和用户精度分别为80.22%和84.56%。该研究为快速高效获取英德市茶园空间分布信息提供了一种高效的方法,同时为政府在进行茶叶产业规划、管理提供了数据支持。

关键词：茶园 Sentinel-2 时序特征机器学习分类

咸潮影响下长江口水源地优化布局及白茆沙水库建设可行性分析

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水资源保护 2024年第1期40卷 25-32,43页

作者：季永兴李路高晨晨上海市水利工程设计研究院有限公司上海200232 上海滩涂海岸工程技术研究中心上海200232 上海市水务局防汛减灾工程技术研究中心上海200232

为提升远期上海原水水量、水质供应能力和应对突发咸潮入侵和水污染风险,在分析长江口水源现状和咸水入侵形势基础上,论证了长江口水源地优化布局的必要性,结合咸水入侵监测数据及反演成果提出在白茆沙新建水库方案及原水系统优化调度方... 详细信息

为提升远期上海原水水量、水质供应能力和应对突发咸潮入侵和水污染风险,在分析长江口水源现状和咸水入侵形势基础上,论证了长江口水源地优化布局的必要性,结合咸水入侵监测数据及反演成果提出在白茆沙新建水库方案及原水系统优化调度方案,并分析了白茆沙水库建设对河势变化、行洪、通航、渔业资源及生态环境等方面的影响。结果表明:在白茆沙新建水库是较可行的方案,可对上海境内的长江口水源地进行优化布局,扩大供水规模并上移取水口;拟建的白茆沙水库位于白茆沙整治工程内侧,既可确保围堤安全稳定,也不影响行洪、通航,对河势变化、渔业资源及生态环境影响微小;布置于水库南侧微弯水道处的取水口,既可避免淤积对取水口的影响,也可避免北支咸潮倒灌的影响;上岸后的输水管与崇明岛原水复线共建,增强了崇明岛原水的供水安全,与现有长江口和黄浦江水源地的原水系统互联互通,可实现上海原水系统“双源供水、一网调度”的目标。

关键词：咸潮入侵供水工程原水系统水源地长江口白茆沙

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农业知识驱动服务技术革新综述与前沿

农业工程学报 2024年第7期40卷 1-16页

作者：王元胜吴华瑞赵春江国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097

农业知识驱动服务技术是指运用先进信息技术,科学、高效调配农业领域专业知识服务资源,为农业行业提供智能化知识服务的技术,在解决农业技术服务供需严重失衡等难点问题方面具有重要意义,日益成为支撑农业转型升级和高质量发展的重要引... 详细信息

农业知识驱动服务技术是指运用先进信息技术,科学、高效调配农业领域专业知识服务资源,为农业行业提供智能化知识服务的技术,在解决农业技术服务供需严重失衡等难点问题方面具有重要意义,日益成为支撑农业转型升级和高质量发展的重要引擎,代表着核心研究方向,伴随着技术发展全过程。目前农业行业迫切需要解决的是知识供给严重不足、服务效率不高的问题。农业知识驱动服务技术经历较长时间发展,在知识高效匹配和精准供给方面取得了较大进步,特别是2022年11月以来ChatGPT这类技术的出现,充分展现了超大规模预训练模型在知识智能服务方面的巨大潜力,这也是农业知识驱动服务可以取得突破的关键所在,可以在这方面发挥重要作用。该文在分析农业知识驱动服务相关技术现状的基础上,展望了农业领域可行的知识驱动服务技术路径,预测农业领域知识服务大模型研发构建会呈现参数由少到多、算力由弱趋强、强化训练逐渐加深的特点得到快速发展应用,未来将在专业技术指导、农业“装备-信息-农艺”融合、农业信息系统平台服务总线等方面系统升级现有农业知识服务范式,多模态服务将得到系统融合加深,人机交互模式将向“人性化”方向进一步黏合增强,从而为农业智能化转型升级提供全新的技术支撑,引领农业知识服务从数据检索、语义匹配迈向生成式知识驱动模式转变。

关键词：农业技术服务知识驱动 ChatGPT 超大规模预训练模型新范式