美提高深空网络能力

美国麻省理工学院喷气推进实验室目前正在进行用单模光导纤维提高美国航空航天局深空网络稳定性的试验。该网络是“旅行者2号”等空间探测器进行通信和导航用的网络,整个网络有3套设施,每套设施有多个精确同步的可调天线。试验在14公里长光导纤维通信线路上进行。用氢微波激射器提供时间和频率标准,成功地进行了超稳定基准频率传输。传输所用光导纤维电缆是采用活动管结构的直接埋设式电缆,该电缆有G条光导纤维。     

双谐振器敏感结构谐振式传感器

提出一种采用双谐振器敏感结构的谐振式传感器,传感器的敏感元件包括两个结构参数一致的谐振器,传感器的闭环控制系统由两个幅度控制器和一个反相器组成.分析了这样两个谐振器串联的频率特性,指出在谐振器固有频率点上,两个谐振器串联的相移是180°.给出了双谐振器敏感结构谐振式传感器闭环系统的实现方法,同时分析了当两个谐振器的结构参数不一致时,两个谐振器串联的频率特性.分析结果表明,两个结构参数相差不大的谐振器串联仍然可以构成自激闭环.双谐振器敏感结构谐振式传感器的闭环控制系统中去掉了移相环节,避免了由移相环节产生的相位漂移所引入的测量误差,并有效地提高了传感器的Q值.      

挠性空间结构振动的独立模态空间最优控制方法

针对大型挠性空间结构的特性,考虑在独立模态空间内进行控制,设计模态滤波器,对从物理空间采集到的模态信息进行预滤波处理;设计模态观测器,从模态加速度中获取模态位移和模态速度;其次,利用独立模态空间理论中各阶模态相互独立解耦的特性,设计了基于最优控制的独立模态空间控制器;在此基础上,考虑外部干扰信号作用下,设计了基于模态滤波器的 次优控制器,构成了一个完整的挠性空间结构闭环主动振动控制系统。对简化的桁架和单翼帆板结构振动控制进行了仿真验证,结果表明：两种控制器均能使振动得到有效抑制,相比传统比例积分微分控制器最大振幅减小约一半,且具有一定的抗干扰能力。     

基于四元数理论的彩色图像脉冲噪声开关滤波

根据四元数单位变换理论定义了一种新的描述彩色图像像素点间差异的距离,该距离可以同时描述两个彩色像素点在强度和色度上的差异.利用该距离和图像边缘的结构性与方向性,构造了一种基于四元数的开关型彩色图像脉冲噪声滤波器.该滤波器对像素点进行4个方向上的噪声检测并仅对检测为噪声的像素点进行滤波.实验表明:该滤波器能够在去除彩色图像中的相关和非相关噪声的同时保护图像细节,同时具有比传统方法更快的执行速度.     

双机器人系统的碰撞检测算法

针对共享工作空间的双机器人系统,提出一种双机器人碰撞检测方法和机器人简化的几何模型.首先将机器人的关节和连杆分别用球体和胶囊体（由一圆柱体与两个在两端的半球体组成的复合几何体）两种几何基元表示,机器人之间的碰撞检测转化为几何基元之间的干涉检查,即转换为几何基元间的距离计算;针对胶囊体之间的距离计算,提出一种空间线段间的距离计算方法.将碰撞检测算法应用于KUKA双机器人实例中,并在UG平台进行仿真,仿真结果验证了该算法的有效性.     

一种对磁电式速度传感器进行动态补偿的新方法

在已知磁电式速度传感器传递函数的情况下,采用优化技术设计了动态数字滤波器。在不改变传感器高频特性的情况下,扩展了传感器的低频工作范围。该设计方法基于系统辨识,一切算法都在时间域内完成,可全部借助于计算机进行处理。实践证明,采用该方法可以有效地改善传感器及其它测量系统的动念特性。文中的模型定阶准则是在设计磁电式速度传感器的动态补偿数字滤波器时,采用其它准则都不易实现的情况下提出来的,具有一定的通用性。最后,计算了一个设计实例。     

振动计量测试基础 （连载之三）

第四章振动测量仪表及其使用§1 测振仪的基本电路振动测量系统,一般说来均由图4-1所示的方框图组成。其中,一次仪表是振动传感器;二次仪表是测振放大器(或称参量变换器);三次仪表是指记录或显示设备。二次和三次仪表都属于测振仪器之列。虽然它们的名称和功能各异,但就其构成来说,不外乎是由一些放大器、衰减器、滤波器、振荡器及微分、积分和检波电路等组成的。因此,欲掌握和使用以至于维修这些仪器设备,须首先了解和熟悉这些基本电路。在此基础上,参     

自由漂浮双臂空间机器人基于速度滤波器的惯性空间轨迹跟踪鲁棒控制

针对末端所持载荷参数未知的自由漂浮双臂空间机器人系统, 提出了基于速度滤波器的鲁棒控制方法. 利用拉格朗日方法进行运动学及动力学分析, 建立了双臂空间机器人系统欠驱动形式的动力学模型. 借助于增广变量法, 证明了可将空间机器人系统的增广广义Jacobi矩阵及动力学方程表示为一组组合惯性参数的线性函数. 在此基础上引入速度滤波器, 设计了双臂空间机器人基于速度滤波器的惯性空间轨迹跟踪鲁棒控制方案. 该速度滤波器可利用实测位置误差生成末端爪手的伪速度信号, 有效避免了相关速度信号的实时测量与反馈. 该方案的显著优点在于, 不需要测量、反馈末端爪手的移动速度和加速度, 同时有效消除了控制过程中的抖振现象. 平面自由漂浮双臂空间机器人系统的数值仿真验证了算法的有效性.      

快旋双子星

天文学家在巨蟹座内发现了一组由两颗白矮星组成的双子星,两颗星星间的距离为100000千米(相当于地月距离的1/3)。两颗星星中的伴星每隔5.3分钟围绕另一颗白矮星旋转一周,这一速度打破了所谓“星际华尔兹”的旋转纪录。因为此前观测到的双子星中,伴星围绕主星旋转的速度是每隔9.5分钟一转。快旋双子星@刘元江     

低阶卡尔曼滤波器在低成本SIAHRS中的实现研究

在导航系统的工程应用中 ,高阶滤波器将给导航计算机带来沉重的计算负担 ,也会带来较大的模型误差 ,从而影响系统的滤波精度和性能。文章介绍了低成本捷联惯性航姿系统 (SIAHRS)中低阶卡尔曼滤波器的设计和实现 ,针对航姿系统提出了一种低阶滤波器结构 ,结合磁传感器对航姿系统的航向角进行了组合修正 ;并且以实际研制的低成本航姿系统为例 ,讨论了航姿系统的组成 ,将低阶滤波器应用于该航姿系统。实践结果表明 ,这种低阶滤波器能完全保证低成本捷联航姿系统的姿态精度 ,是一种具有实际应用价值的滤波器 ,有广泛的应用前景     

日本研制新一代空间用光纤陀螺

日本宇宙开发事业团(NASDA)的筑波空间中心研究所研制新一代的空间用光导纤维陀螺。这种光导纤维陀螺在火箭和卫星上都能使用。搭载在火箭上的惯性导航用陀螺和卫星姿态控制用陀螺,在测量角速度这点上是相同的,但在测量范围及精度要求上却有很大差别。姿态变化大的火箭用陀螺,要求具有测定角速度范围在±100度/秒限度内的能力。另外,测定精度最好是30分钟内漂移率为0.1～0.01度/时,使角速度具有重复性。     

FOLS—200型光导纤维液位计

一、绪言近年来,光技术的发展异常显著。在光导纤维通信等方面,由于光源和光导纤维的进步,日本发展了从纵贯光导纤维线路网直至工厂内的光缆。此外,随着光通信的发展,对利用光的计测和传感的应用也广泛开展,开发了许多光纤传感器。     

S／DB系统同步定时器的设计

同步定时器是ＣＤＡＳＳ／ＤＢ系统的重要部件。它用高精度数字锁相环,精确地恢复地球同步气象卫星原始云图数据采集的同步基准信息。数字锁相环由用高速器件组成的相位比较器和用计算机软件实现的滤波器构成,采用标准频率计数方式,完成对精太阳脉冲（ＳＰ）和数字太阳——扫描同步检出（ＳＳＤ）的锁相及星上时钟频率测量等任务。微机还兼作Ｓ／ＤＢ系统管理机。     

分布式光纤振动传感器的自适应时延估计

针对传统的安全防卫系统存在监测距离较短、抗电磁干扰能力弱、维护成本高等缺点,设计了一种新型的分布式光纤振动传感器.传感器由双向马赫-泽德(M-Z, Mach-Zehnder)干涉仪构成全光纤的光路组成,通过光纤敏感入侵者的振动来进行传感和定位.实验测得传感器的信号为低通带限信号.根据传感器的信号特点,研究了基于最小均方(LMS, Least Mean Square)算法的自适应时延估计方法,给出了自适应算法的性能分析结果.建立了实验系统,现场试验结果表明自适应算法可实时地获取振动的位置,平均误差小于200m,已成功用于多个地区的安防报警系统.      

空间用硅太阳电池带通滤波器的研究

为改善硅太阳电池在轨工作期间的性能,通过对空间用太阳电池带通滤波器结构设计和制备工艺的研究,研制出一种空间用硅太阳电池的带通滤波器并对其性能进行了测试,结果表明,采用该带通滤波器可使硅太阳电池在轨工作温度降低6°C～12°C,输出功率增加1.8%～4.1%.带通滤波器的研制对于促进高效硅太阳电池的空间应用具有积极意义.     

实时建模的自适应跟踪卡尔曼滤波器

本文提出了一种新的机动目标自适应跟踪卡尔曼滤波器。其基本思想是:通过统计方法录取加速度数据,实时建立其AR模型,通过前、后项预测作机动指令估计。由于选择了新的机动加速度量,从而得出线性的状态方程,由机动指令的实时估计得到机动目标自适应跟踪卡尔曼滤波器。 在PC—8000开发系统上的数字仿真结果表明其在各种机动情况下都具有较高的距离、速度和加速度估计精度。     

多敏感器卫星姿态确定的联邦滤波器设计

针对由惯性测量组件、星敏感器、数字式太阳敏感器和红外地球敏感器构成的卫星姿态确定系统 ,提出采用联邦滤波器进行信息融合。设计了多敏感器信息融合的联邦滤波器结构和算法 ,推导了卫星姿态确定的误差状态方程和各子系统的量测方程。仿真分析结果表明 ,采用联邦滤波器对多敏感器卫星姿态确定系统进行信息融合 ,能够以较小的计算量实现高精度的信息融合 ,并且还能使高精度的信息融合具备容错性能     

一种光栅式双目立体视觉传感器光条匹配方法

光栅式双目立体视觉传感器的难点之一在于光条的准确匹配.基于编码方式的光条匹配方法往往需投射多幅图像,或限制最少可见光条数,更严重的是在被测对象深度变化较大时,常出现误匹配.为此,将光栅式双目立体视觉传感器看作两个已经过标定统一的光栅结构光视觉传感器,由这两个光栅结构光视觉传感器测得各光条中心点的三维坐标,并搜索光条中心点集之间距离最小且模型编号相同的光条即为匹配光条.实验表明该方法有效实现了光栅光条的准确匹配.     

空间制冷机压缩机自适应主动振动控制方法

空间制冷机压缩机的振动是制约其应用于敏感仪器的一项关键因素,压缩机的振动会导致成像模糊,降低探测目标的分辨率和定位精度,甚至引起平台的机械共振。为了降低压缩机振动对空间有效载荷敏感器件的影响,采用基于自适应窄带陷波滤波器的自适应主动减振算法,此算法与振动传递函数模型无关,不受应用环境的限制,通过不断调整驱动信号的幅度和相位来实现自适应减振。搭建了由DSP控制软件、硬件电路、振动传感器组成的自适应主动减振系统,将此算法首次用于压缩机减振,并试验验证了算法的有效性。将压缩机的基频振动由0.166m/s²降低为0.014m/s²,下降了21.2dB。