基于Kalman滤波的量程自适应超声波测距

针对移动式机器人障碍物探测时,超声波测距存在大量程与小盲区之间的矛盾及测量周期长的问题.设计了易于控制的超声波测距系统,采用基于Kalman滤波的量程自适应测量方法.为系统设定多级量程,在实际跟踪测量时,利用Kalman滤波器对目标的状态进行预测,通过预测值与设定阈值的比较进行量程的自适应切换,调整系统的测量参数.实验结果表明,该方法在增大量程的同时减小了盲区,实现了在大动态范围内对目标动态参数的准确估计,同时缩短了平均测量周期,增强了系统的实时性.     

单片机程控的信号变换

设计了一种单片计算机程控的信号变换电路。它实现了八位A/D转换器的十一位变换,零点自动补偿,量程自动切换,以及线性化等功能。电路用于光电辐射测温仪的信号处理。其量程范围:1000～1800℃。变换电路的测量误差≤1℃±1个字,(不包括光电转换元件的误差)。讨论了信号变换系统的工作原理及软件程序框图,分析了各部分的误差及其影响,给出了试验结果。结果表明,以软件和硬件的结合,数字电路和模拟电路的结合构成的变换系统,具有更大的灵活性,并简化了结构。     

动态红外图像的计算机仿真技术研究

针对红外探测系统,进行了动态红外图像的计算机仿真生成技术研究.主要解决了以下四个问题:1.分析了飞机目标的红外辐射特性,包括发动机尾焰、尾喷口及飞机蒙皮的辐射计算方法;2.讨论了大气衰减对目标红外辐射特性的影响,对利用理论模型得到的目标红外辐射图像进行了修正,获得了较接近实际的模拟红外热图像;3.对探测成像系统的噪声仿真进行研究;4.完成软件编程,实现动态红外图像的仿真生成.     

基于切换控制的低频半主动悬架动态性能分析

针对车辆半主动悬架系统建立了切换系统模型,并利用输出反馈切换控制策略对该系统进行了控制率设计。为了分析控制率的控制效果,基于有理函数滤波白噪声生成法模拟路面不平度,并利用MATLAB/Simulink软件对悬架系统因路面不平度所产生的振动进行了仿真。结果表明:基于切换控制的低频半主动悬架与被动悬架相比,车身加速度降低了22%,悬架动挠度降低了36%,轮胎动载荷降低了13%。因此,基于切换控制的低频半主动悬架控制策略可以明显改善车辆的动态性能,提高车辆的乘坐舒适性及操纵稳定性。     

我校21项“八五”预研成果通过技术鉴定

哈尔滨工程大学承担的“八五”船舶工业国防科技预研重点项目有21项于1995年10月14日通过技术鉴定.水下目标辐射噪声钱谱研究水下目标回波特性研究     

基于DDS技术的L波段收发系统设计

提出了以直接多通道数字频率合成(DDS)技术为基础设计的收发系统,应用到连续波体制穿墙动目标探测雷达的设计方案。讨论了DDS技术和连续波体制雷达原理和特点。在该系统中,采用了多通道同时输出、切换速率快和低相位噪声的DDS频率合成源,为工程实现雷达发射输出复杂调制波形,以及多通道信号的相位一致性提供了很好的解决途径。     

大动态范围的环境噪声自动测量仪的研制

研制了一台动态范围为90dB以上的环境噪声自动监测及统计分析仪器。可以适用于声级起伏变化很大的环境噪声和交通噪声的全量程监测,并可以把测量结果和统计分析结果自动显示和打印出来,解决了随机性较强的环境噪声的自动监测问题。仪器內部有两只对数放大器,由于器件特性的限制,每只对数放大器的动态范围约60dB左右,但通过微处理器对双通道对数放大器的交替采样,并经过数据处理,实现了二对数放大器的测量动态范围的自动连接,这样扩大了量程(大于90dB)实现了仪器的全量程测试。     

一种增强多种调频信号的自适应新算法

依据变步长LMS算法可改善ALE算法跟踪性能的优点,构造了基于高阶累积量变步长类LMS自适应谱线增强新算法,用运动目标辐射噪声的实测数据进行了动态仿真.结果表明,该算法对多种调频信号有很强的增加能力和很好的跟踪性能,这为水下运动目标识别与检测提供了新的技术途径.     

基于RMS转换技术的智能毫伏表设计

智能仪表具有数据存储、运算、逻辑判断能力,能根据被测参数的变化自选量程。本文介绍了以89C51单片机和AD736转换器为核心设计的智能毫伏表,它具有自动量程切换、自动调零、自动报警、准确性高、灵敏度好、测量速率快、频率特性好、电源范围宽以及功耗低等特点。     

基于非线性动力学理论的水下噪声非线性特性

以非线性动力学理论中的相空间重构理论为基础，利用延时法对水下噪声时间序列信号进行了相空间重构。并深入分析了延迟时间和相空间维数的确定原理，在重构的相空间中研究了舰船辐射噪声的非线性特性，利用相似序列重复度这一参数，绘制了舰船辐射噪声RPT曲经并分析了其非线性特性，通过对实测数据的计算表明，在重构相空间中辐射噪声具有不同于高斯白噪声和确定性信号的几何特性，不同类型目标具有可分性，能为水声目标识别提供一种新的思路。     

箱体结构对减速器振动噪声的影响仿真研究

以单级人字齿轮减速器为研究对象,综合考虑齿轮传动过程中的误差激励、啮合刚度激励建立动力学模型。通过傅里叶级数法求解,得到了轴承动载荷时域历程与频谱。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了减速器辐射噪声,得到齿轮箱声场各场点的噪声谱。通过对箱体结构进行适当改进,计算了不同箱体结构下的辐射噪声。研究并讨论了箱体结构对辐射噪声的影响,得到了肋板对箱体辐射噪声的影响规律,为减速器的减振降噪设计提供了理论依据。     

数字程控放大器设计与应用

在自动控制系统或智能仪器中 ,如果测量信号的范围比较大 ,为保证必要的测量精度 ,经常采取改变量程的办法。当改变量程时测量放大器的增益也相应地加以改变。这种变化通常是自动进行 ,即不需要人为的改变电路连接 ,而是通过软件实现放大器增益的改变。这样可以实现仪器量程的自动切换。另外 ,通过改变增益的方法使系统功能增强 ,在核测量中 ,稳谱的方法之一就是改变输入信号的放大倍数。这就需要用到数字控制放大器 ,并针对核仪器要解决的具体问题要求放大器的放大倍数在一定范围内变化 ,并且放大倍数调节要求精细。该文提供了这种数控放大的一种设计方案 ,它的放大倍数范围为 9～ 9.999,其倍数的调节步长为 0 .0 0 1倍。     

扩展尾流激光雷达动态范围的举动式接收系统

针对水下航行体尾流激光雷达近场后向散射信号强、易导致接收系统饱和的难题,采用电流模式电路设计理论设计了一种举动式水下激光雷达接收系统．该系统充分挖掘接收电路的动态范围利用率,在探测周期内产生举动电流,将输出电压的基点由0V调整到跨阻放大器正向饱和电压附近,有效扩展了动态范围区间,使接收系统对近场信号的接收动态范围有效利用率提高约40％,而举动式电路部分的存在导致的系统带宽减小幅度仅为13％．该系统已成功应用于尾流激光雷达样机并进行了海试,结果表明：该系统完全可以满足大动态范围尾迹探测的需求,可广泛应用于各种大气和水下后向散射式脉冲激光探测系统．     

相关度为1时非线性切换系统的稳定化

对一般(非切换)系统,在零动态稳定的条件下,容易实现系统的稳定化.本文将此结果推广至切换系统.即当各子系统具有相同相关度1且在零动态不稳定情形,讨论切换系统在任意切换下以及某种切换率下的稳定化问题.通过变换方法分别给出非线性切换系统在任意切换下和某种切换信号下稳定化的充分条件.     

疏水进入除氧器水箱喷注噪声的实验研究

通过实验探索了蒸汽在水下有限空间喷注时喷注噪声的辐射规律，发现其Ａ声压级同水的过冷度有直接关系；喷头孔径对最大喷注噪声Ａ声压级的影响不大，但较大的孔径可以使最大Ａ声压级出现的位置向低温处移动，而较小的孔间距可降低喷注噪声。同时发现，蒸汽水下喷注噪声的产生机理和空气动力性噪声的产生机理是不完全相同的，因此对小孔喷注噪声的研究结果不能直接应用于蒸汽水下喷注噪声的预测。     

具有非线性切换函数的变结构控制器设计

本文针对机器人的给定点调节问题，提出了一种新的控制方法。本方法主要特点为：采用李亚普诺夫函数V＝S^TMS替代变结构控制器设计中通常采用的到达条件SS＜0，从而避免了烦琐的惯性阵转换问题；通过使用非线性切换函数替代线性切换函数，大大改善了系统的动态响应；通过约束系统动点在扇区内滑动来替代在切换面交的滑动，使抖动得以消弱。     

水下多目标跟踪关键技术研究现状

水下多目标跟踪技术有着十分重要的理论价值和广泛的军事应用前景.本文分析研究了水下多目标跟踪的关键技术,重点研究了水下多目标的动态模型和多目标跟踪的数据关联方法,并得出有意义的结论.最后,对水下多目标跟踪存在的问题进行了讨论和展望.     

一种水中目标辐射噪声调制谱的联合分析方法

讨论了一种从辐射噪声中提取调制信息的联合方法．首先利用多尺度分析方法将噪声信号在不同层次的空间上进行分解；然后，利用小波变换求其功率谱从而得到辐射噪声的调制包络；最后对动态调制包络进行1 1/2维谱分析，得到了辐射噪声的调制线谱．在此基础上，对实测噪声数据进行了仿真研究，结果表明，该方法可以有效提取噪声中动态调制信息．     

具有测量噪声的领导者跟随者系统跟随控制

讨论了具有测量噪声约束的动态领导者跟随者系统的分布式跟随控制.假定跟随者预设有领导者的速度信息,但只有部分跟随者可以直接测量获得领导者的输出信息,并且所有跟随者都缺失领导者的初始信息.同时假定个体间偏差量的测量都存在测量噪声的影响.对于该情形,文中证明了传统的跟随控制协议可以在均方意义下保证所有跟随者跟随动态领导者,并给出了参数的选择范围.文中既考虑了固定拓扑结构情形下的跟随控制,也进一步考虑了切换拓扑结构情形.所以传统的跟随控制协议对依赖于测量值的测量噪声具有良好的鲁棒性.最后用数值例子进行实验验证,实验结果和理论分析结果一致.     

一种光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统

为解决激光频率扫描干涉(FSI)测距系统随着目标距离增大测量精度下降的问题,提出了一种利用光纤组量程扩增技术实现大尺寸绝对测距的精度补偿方法。采用参考光路光程可变递增的方法,建立了光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统,通过FSI原理实现了量程扩增部分光程差的自标定。对应不同测量目标,通过粗测和精确测量,实现了系统原点自标定、光纤通道切换和目标值的精确测量。实验结果表明,在测量距离大于3 000mm后,光纤组量程扩增测距系统具有更高的绝对距离测量重复精度,在6 700mm目标位置的绝对距离重复精度比FSI测距系统的重复精度提高了2.4μm,并且在大尺寸测量方面更具有一定的优势。