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基于扩展Kalman滤波的姿态信息融合方法研究

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仪器仪表学报 2020年第9期41卷 281-288页

作者：卢艳军陈雨荻张晓东张太宁沈阳航空航天大学自动化学院沈阳110136

在磁干扰环境下,基于四元数扩展Kalman滤波(EKF)使用磁力计修正多旋翼飞行器航向,会使姿态和航向估计产生偏差。为了消除磁干扰在四元数中对姿态角的影响以及减小多旋翼飞行器航向偏差,提出基于扩展Kalman滤波分别估计姿态与航向信息,... 详细信息

在磁干扰环境下,基于四元数扩展Kalman滤波(EKF)使用磁力计修正多旋翼飞行器航向,会使姿态和航向估计产生偏差。为了消除磁干扰在四元数中对姿态角的影响以及减小多旋翼飞行器航向偏差,提出基于扩展Kalman滤波分别估计姿态与航向信息,根据地磁场的磁感应强度和地磁场与重力之间的夹角建立可调节测量噪声方差矩阵,自适应修正多旋翼飞行器航向的方法。同时,为了进一步提高姿态估计精度,建立传感器数据输出模型并使用三维转台进行标定。最后,基于自主研发的飞控系统进行试验,试验结果表明:该方法在磁干扰环境下能为多旋翼飞行器提供精准的姿态信息,提高抗磁干扰性能。

关键词：磁力计扩展Kalman滤波多旋翼飞行器姿态估计传感器标定

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路由算法在LEO通信星座构型优化中的应用

北京航空航天大学学报 2012年第11期38卷 1435-1439页

作者：孙远辉韩潮北京航空航天大学宇航学院北京100191

低轨(LEO,Low Earth Orbit)通信星座的特殊功能决定了其构型优化需要综合考虑成本、覆盖和路由性能等因素.以往的研究往往忽略了路由性能,导致优化得到的构型不能很好的满足要求.首先给出了两个意义明确的星座路由性能的评价指标,然后... 详细信息

低轨(LEO,Low Earth Orbit)通信星座的特殊功能决定了其构型优化需要综合考虑成本、覆盖和路由性能等因素.以往的研究往往忽略了路由性能,导致优化得到的构型不能很好的满足要求.首先给出了两个意义明确的星座路由性能的评价指标,然后通过将它们作为目标函数进行仿真,验证了其优化必要性和评价有效性.最后利用多目标遗传算法实现了星座的构型优化.仿真结果显示,将路由算法加入到星座的构型优化中,在仅对星座构型参数进行微调的前提下,不仅满足了成本、覆盖等基本要求,而且星座的路由性能大大提高.

关键词：低轨通信星座路由评价优化

配方对富燃复合推进剂力学性能影响的实验研究(英文)

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含能材料 2015年第8期23卷 802-806页

作者： Tarek M Elhedery 梁国柱北京航空航天大学宇航学院北京100191

为实验研究推进剂配方对基于端羟基聚丁二烯粘结剂(HTPB)/过氯酸铵氧化剂(AP)/铝粉燃料(Al)的富燃复合推进剂力学性能的影响。综合混合、浇铸和固化影响因素,制备了11种不同推进剂试样10 kg,并在25℃下采用Zwick试验机以50 mm·min-1的... 详细信息

为实验研究推进剂配方对基于端羟基聚丁二烯粘结剂(HTPB)/过氯酸铵氧化剂(AP)/铝粉燃料(Al)的富燃复合推进剂力学性能的影响。综合混合、浇铸和固化影响因素,制备了11种不同推进剂试样10 kg,并在25℃下采用Zwick试验机以50 mm·min-1的速率对标准JANNAF试件进行了测试。结果表明,当粘结剂的含量从74.5%减小到34.5%、以AP和Al替代时,推进剂的应变减小,抗拉强度、杨氏模量和硬度增大。AP的颗粒尺寸和含量对推进剂的力学性能有影响,AP细颗粒可充当了活性的填充物并增强复合推进剂的力学性能,当AP颗粒的平均直径从55.9μm减小到9μm时,推进剂的抗拉强度、杨氏模量和硬度增大,应变减小,表明该类富燃复合推进剂力学性能主要受到粘结剂和AP平均颗粒尺寸的影响。

关键词：复合推进剂富燃推进剂力学性能 AP颗粒尺寸粘结剂

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基于形态学特征的机械零件表面划痕检测

光学学报 2018年第8期38卷 252-258页

作者：李克斌余厚云周申江南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 南京航空航天大学无锡研究院江苏无锡214187

采用高、低角度光源组合打光方式提取感兴趣区域,构建划痕形态学的中值滤波核以获取准确的背景图像,再经背景差分后提取划痕缺陷。采用基于方向梯度的改进区域生长算法实现了同一划痕的有效连通,降低了划痕缺陷的漏检率。通过对面积、... 详细信息

采用高、低角度光源组合打光方式提取感兴趣区域,构建划痕形态学的中值滤波核以获取准确的背景图像,再经背景差分后提取划痕缺陷。采用基于方向梯度的改进区域生长算法实现了同一划痕的有效连通,降低了划痕缺陷的漏检率。通过对面积、长宽比等主要特征参数的置信度分析,提出了一种多特征加权融合的划痕判定方法。结果表明,利用该方法进行划痕检测的正确率达95.7%,算法处理时间少于1.21s,达到了工程应用的精度和效率要求。

关键词：机器视觉划痕检测形态学特征区域生长多特征加权融合

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基于帧间预测误差扩展的可逆视频水印

计算机辅助设计与图形学学报 2010年第5期22卷 871-878页

作者：曾骁陈真勇陈明熊璋北京航空航天大学计算机学院北京100191

为了提高可逆视频水印的嵌入容量和嵌水印视频质量,提出一种使用运动估计和预测误差直方图修改的算法.在嵌入端,根据视频中相邻帧间的内容关系,对每一帧使用运动估计获得其像素的预测误差,生成预测误差直方图,并通过扩展位于直方图峰值... 详细信息

为了提高可逆视频水印的嵌入容量和嵌水印视频质量,提出一种使用运动估计和预测误差直方图修改的算法.在嵌入端,根据视频中相邻帧间的内容关系,对每一帧使用运动估计获得其像素的预测误差,生成预测误差直方图,并通过扩展位于直方图峰值点的预测误差来嵌入水印;在每帧的嵌入过程中会产生少量用于提取水印和还原视频的头信息,包括运动向量和边界表等,将其与水印一起嵌入到该帧的参考帧中.在提取端,先获取参考帧中的水印和头信息并还原参考帧,保证提取操作具有正确的上下文,然后根据获取的头信息和还原后的参考帧提取当前帧中的水印.实验结果表明,采用文中算法获得的预测误差直方图具有高度的集中性,并且对像素值的修改十分微小,比其他可逆水印算法具有更大的嵌入容量和更好的嵌水印视频质量.

关键词：可逆水印视频帧间预测预测误差直方图修改

基于非线性短时傅里叶变换阶次跟踪的变速行星齿轮箱故障诊断

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中国机械工程 2018年第14期29卷 1688-1695页

作者：王友仁王俊黄海安南京航空航天大学自动化学院南京211106

针对变速行星齿轮箱信号频率模糊且受噪声影响的问题,提出了基于非线性短时傅里叶变换(NLSTFT)无键相阶次跟踪与变分模态分解的故障诊断方法。用NLSTFT算法估计信号瞬时频率,对其积分获得瞬时相位曲线,通过重采样得到角域信号;利用NCOG... 详细信息

针对变速行星齿轮箱信号频率模糊且受噪声影响的问题,提出了基于非线性短时傅里叶变换(NLSTFT)无键相阶次跟踪与变分模态分解的故障诊断方法。用NLSTFT算法估计信号瞬时频率,对其积分获得瞬时相位曲线,通过重采样得到角域信号;利用NCOGS算法对角域信号降噪,采用VMD算法进行角域信号模态分解,通过各模态分量信号包络谱解调实现故障诊断。实验结果表明,新方法计算效率高、鲁棒性好,提高了变转速行星齿轮箱故障诊断性能。

关键词：行星齿轮箱无键相阶次跟踪变分模态分解故障诊断非线性短时傅里叶变换(NLSTFT)

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固液混合火箭发动机燃烧的边界层计算

推进技术 2002年第5期23卷 379-382页

作者：田辉蔡国飙王慧玉张振鹏北京航空航天大学宇航学院北京100083

针对固液混合火箭发动机典型的边界层燃烧理论,用边界层的方法对固液混合火箭发动机燃烧进行了计算,计算采用二维轴对称的层流边界层方程,化学模型采用有限速率模型。计算考虑了不同氧化剂流率,不同吹入参数的多种情况,得到了固体混合... 详细信息

针对固液混合火箭发动机典型的边界层燃烧理论,用边界层的方法对固液混合火箭发动机燃烧进行了计算,计算采用二维轴对称的层流边界层方程,化学模型采用有限速率模型。计算考虑了不同氧化剂流率,不同吹入参数的多种情况,得到了固体混合发动机边界层的温度场分布,并利用计算结果,拟合了固体燃料的燃速公式,与相关文献的比较说明计算正确,结果符合燃烧机理和流动规律,为进一步研究固液混合火箭发动机的燃烧问题打下了基础。

关键词：计算混合推进剂火箭发动机边界层燃烧

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油面距油盘沿口高度对细水雾灭火效果的影响

北京航空航天大学学报 2008年第10期34卷 1139-1142页

作者：杨立军王向东廖圣洁杨春霆北京航空航天大学宇航学院北京100191

油盘火是细水雾灭火效果检验的标准实验火灾模型,为了确定细水雾针对油盘火模型的实验方法,采用正庚烷为火灾燃料,在长4.6m,宽3.2m,高4m的空间内,对油面距油盘沿口高度进行了灭火实验,在实验过程中采用热电偶树和气体分析仪对火焰温度... 详细信息

油盘火是细水雾灭火效果检验的标准实验火灾模型,为了确定细水雾针对油盘火模型的实验方法,采用正庚烷为火灾燃料,在长4.6m,宽3.2m,高4m的空间内,对油面距油盘沿口高度进行了灭火实验,在实验过程中采用热电偶树和气体分析仪对火焰温度及火场氧浓度进行了测量,得到了油面距油盘沿口高度对细水雾灭火效果的影响规律,为细水雾灭火设计、检验标准制定及细水雾灭火产品的开发提供了相应的实验依据.

关键词：细水雾灭火油面高度油盘火

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高室压脉冲推力器冷流实验

航空动力学报 2009年第7期24卷 1661-1665页

作者：梁树强刘宇覃粒子林震北京航空航天大学宇航学院北京100191

为了检验高室压脉冲推力器的设计并了解其工作特性,进行了冷流实验.可移动喷注器的动态密封采用O型圈结构,推进剂的流动通道既能保证充填时推进剂的流通,又能保证挤压时不会有回流.实验表明密封效果良好,摩擦力大小符合设计要求,冷流下... 详细信息

为了检验高室压脉冲推力器的设计并了解其工作特性,进行了冷流实验.可移动喷注器的动态密封采用O型圈结构,推进剂的流动通道既能保证充填时推进剂的流通,又能保证挤压时不会有回流.实验表明密封效果良好,摩擦力大小符合设计要求,冷流下推力器仍可脉冲工作,可移动喷注器能够实现增压的目的.

关键词：脉冲推力器可移动喷注器冷流实验动密封脉冲工作