移动机器人空间姿态测量系统研究与设计

未知环境中机器人的自主导航研究一直是非常具有挑战性的前沿课题,要求机器人在定向移动之前必须先调整好自己的空间姿态;捷联惯性导航对空间姿态信息有明确的定义,具体通过倾斜角、方位角和工具面角来体现;针对目前已公开的空间姿态信息的解算数学模型存在缺陷的问题,结合空间坐标变换、空间直线方程和狗腿角的定义推导出倾斜角、磁方位角和工具面角的数学模型,并利用三轴加速度计和三轴磁强计给出具体的实现方案;测试结果表明:该方案能获得正确的空间姿态数据,倾斜角误差在±0.1°以内,磁方位角和工具面角误差在±1.5°以内,且成本低廉,体积小巧,是测量空间姿态的理想选择。     

水洞大攻角尾撑系统的设计

针对水洞支撑系统还不完善的现状,以AutoCAD、Pro/E等软件平台为基础,设计了用于水洞的尾撑系统,该尾撑系统由攻角机构、转盘机构等部分组成.具体内容包括系统的方案设计、结构设计、三维建模等,并对主要传动机构进行了相关的尺寸计算以及材料力学性能校核.计算结果表明：该尾撑系统具有较大的攻角调节范围,强度和尺寸符合设计要求.     

半实物仿真惯组输出模拟及转台姿态补偿方法

针对半实物仿真传统三轴转台解耦方法大多不考虑地球自转影响造成仿真相似性不足、精度不高的问题,本文充分考虑转台纬度、方位及转序与发射点状态的差异,提出一种虚拟惯组输出模拟及实物惯组转台姿态补偿方法。当设备中不含实物惯组时,通过构建虚拟惯组并考虑误差影响模拟真实惯组输出;当引入实物惯组时,在转台解耦的基础上补偿当地地球自转角速度,根据转台奇异值与仿真需用范围可选卧式或立式驱动模式。经仿真验证,13 min飞行工况下虚拟惯组与实物惯组姿态结果一致,最大角误差约0.08°,不加地速补偿时仿真姿态相比理论值差异约3°,加入补偿后修正至约0.01°,表明该方法正确可行,能有效提高仿真精度,且方法实现简单适用性好,可工程应用并推广。     

多基站ISAR平面转台目标成像模型与仿真研究

建立了匀角速度平面转动目标和匀角加速度平面转动目标的多基站ISAR平面转台目标模型,给出了多基站ISAR平面转台目标的成像算法,同时分析了多基站ISAR平面转台目标成像约束。通过在多基站ISAR平面转台目标成像模型的基础上构造多基站方位向多普勒方程组和距离向投影方程组,实现了对目标散射点位置参数和运动参数的准确估计。仿真实验验证了多基站ISAR平面转台模型和成像算法。     

基于PMAC的三轴转台的伺服系统设计

介绍了基于PMAC运动控制卡的三轴仿真转台的直流伺服系统设计，给出了转台的基本组成，控制系统的硬件结构，运动控制卡连同驱动器参数的整定方法及控制软件的设计，实现了转台的实时控制以及位置、速度、摇摆等的伺服控制．实际操作表明，该系统满足了转台实时运动控制的要求，运行稳定，操作方便．     

转盘上的Flow-shop排序问题的复杂性

讨论转盘上的Flow-shop排序问题,当运送不相等且只有一台机器的情况下,转盘上的Flow-shop排序问题是强NP-困难的.     

基于DSP的转台速率控制系统设计

以锁相环技术为基础,研究了转台速率控制系统的设计内容,利用数字信号处理芯片TMS320F2812、高速A／D和D／A芯片（AD7865和AD7836）以及FPGA技术完成了系统硬件电路设计和关键逻辑电路——指令脉冲发生器、精密移相器、鉴频鉴相器的设计,并设计了控制器,给出了软件设计流程和仿真结果．实际运行表明系统稳定可靠,满足了转台的设计性能要求．     

室外移动机器人遥控系统的设计与实现

室外移动机器人的遥控系统由移动指挥站、移动机器人站、无线通信系统组成.在临场感遥控系统中,需要将移动机器人站摄像头得到的图像经过发射机和天线传送给移动指挥站.为了使得图像的接收效果更好,使用定向天线增强天线增益.定向天线只有在某一个方向上增益最强,定向发送天线固定在该云台上,根据位置和角度信息控制云台转动使得接收天线始终对准目标点.为了增强定向天线的接收效果,设计了自动对中天线云台系统和遥控器.     

基于模糊自适应PID的单轴转台控制系统

为了补偿四旋翼无人机中微机械系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)陀螺仪的漂移误差,提高无人机控制的精度,设计了一种无人机MEMS陀螺仪校准单轴转台系统。由于单轴转台控制系统中存在不同程度的非线性和时变性,所以导致无法得出转台精确的数学模型,以致传统PID控制无法达到理想的控制效果。针对这一问题,提出了模糊控制和PID控制相结合的方法,即模糊自适应PID控制。该控制系统通过模糊规则对PID控制的参数进行在线整定,能够根据实际情况实时在线完成PID控制的参数调整,以保证实现单轴转台的控制精度及快速时间响应能力。实验采用传统PID控制策略与文中所提模糊自适应PID控制策略进行仿真对比,结果表明:模糊自适应PID控制的转台系统超调量小、响应速度快、鲁棒性好,具有控制灵活和适应性强的优势。     

面向结构光三维测量的两轴转台标定

提出了一种基于结构光测量数据的两轴转台标定新方法.在转台绕摆动轴转动过程中对按一定布局固定在转台上的2个标定球进行不同视角测量,通过数据分割得到每个球的数据并计算其球心,采用2个标定球球心所在圆的圆心精确标定了转台摆动轴轴线;同理,可以标定出转动轴的初始轴线.通过计算得到转动轴在任意视角的方位,从而精确标定了两轴转台的位姿,实现了多视测量数据在线自动拼合,提高了数据拼合的精度.实验证明,所提出的标定方法简单、高效,并适用于其他转台测量系统.