一台数控机床的先进程度衡量着一个国家制造业的先进水平，而数控机床最核心的部分就是数控机床控制系统。近年出现的ARM数入式系统具有硬件资源丰富、性能好、成本低和功耗低等优点，FPGA技术具有可重复编程、在线升级、实时性好、可靠性高等优点。为了克服传统的数控机床成本高、控制精度低、实时性差，可靠性低等缺点，研究基于ARM+FPGA架构的新型数控机床系统，具有重要的社会经济意义和重大的经济价值本文以数控机床为工程背景，以何服电机PMSM为具体对象以ARM+FPGA作为数控系统的实现平台，从提高何服系统位置环控制的自适应能力，提高位置环、速度环和电流环等复杂运算的处理速度，提高系统管理与控制程序开发的简单性、界面的美观性等方面开展了深入的研究。其主要研究工作和结论如下：（1）在对比分析了几种控制系统架构基础上，提出了一种基于ARM+FPGA的数控机床自适应模糊控制何服系统的设计方案。该系统采用以ARM作为系统主控与运动轨迹计算芯片，FPGA作为何服系统运动控制芯片，而其中的FPGA运动控制系统包括自适应位置控制模块、速度控制模块、电流变换模块三大部分（2）针对提出的 ARM+FPGA的数控机床自适应模糊控制何服系统的设计方案，进行了有关数学模型的建立占推导，并借助MATLAB工具建立系统仿真模型进行仿真。系统仿真结果表明，该系统位置响应超调量小，响应时间短，系统性能优越（3）为了提高运动控制的实时性、可靠性、灵活度，根据运动控制系统的模型，提出了一种FPGA实现的运行控制系统的结构，井详细进行了自适应位置控制模块、速度控制模块、电流变换模块等内部各模块的设计，之后利用HDL进行了有关模块的程序设计和PGA实现仿真（4）针对基于ARM微处理器的主挖与运动轨迹计算系统，进行了系统控制界面的设计，FPGA与ARM芯片、FPGA与上位机等通信程序设计，进行了运动控制中加减速、插补方法的分析与设计关键字：数控机床：水磁同步电机：自适应模糊控制：ARM:FPGA
上传时间： 2022-03-11
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建模、控制算法研究以及仿真试验都是燃气轮机研制过程中必不可少的环节，本文针对三者展开研究首先，采用容积惯性法代替牛顿-拉普逊法建立三轴燃气轮机非线性动态模型，并考虑变比热、引气与冷却等环节，通过与试车数据比较验证了所建模型具有良好的仿真精度。采用容积惯性法不但提高了模型的实时性，并且动态过程更接近真实燃气轮机运转状态。分析了容积惯性法建模中低转速阶段仿真时出现的参数振荡现象产生的原因，通过增加低转速特性数据消除了参数振荡，并提出了一种基于指数平衡与样条拟合的外推方法来获得低转速特性数据。通过低压压气机特性数据外推计算与分析，证明了该外推方法具有较好的准确性。然后，针对重型燃气轮机非线性强、惯性大和负载多变等特点，提出了一种基于深度信念网络的自适应控制器。该控制器结合了深度信念网络和传统PD控制器，其中深度信念网络作用是在线调整PID参数，而传统PD控制器负责控制量的计算与输出。通过数字仿真，验证了该控制器满足燃气轮机转速控制的要求，并且具有良好的自适应性，在燃气轮机不同工况下，能够对其转速进行准确控制，使得系统快速响应的同时无超调量。最后，针对燃气轮机硬件在环仿真平台的需要，设计了一种能够采集并模拟多种范围电压、电流与频率信号的接口模拟器。搭建了燃气轮机硬件在环控制平台，在试验前对接口模拟器以及控制器进行了标定与平台的实时性验证。在已有的控制器上，完成了基于RIX作系统的多任务嵌入式控制系统开发。通过硬件在环试验，进一步验证了本文设计的控制器具有良好的控制效果与较强的自适应能力关键词：燃气轮机，容积惯性，建模，仿真，自适应控制，深度信念网络，硬件在环
标签： 自适应控制
上传时间： 2022-03-14
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在选用地球同步轨道卫星、浮空气球平台等相对地面静止的平台对某一区域进行长时间定点凝视高分辨遥感成像时，传统的微波凝视成像，由于横向分辨率受限于天线孔径，分辨率不高，SAR和ISAR能够获得横向上的高分辨但是二者横向分辨率的获得依赖于雷达与目标的相对运动，限制了其在上述场合的应用。因此探索一种能够实现凝视条件下的高分辨成像方法是十分必要的本文研究了一种全新的微波凝视成像方法—基于时空随机辐射场的微波凝视成像方法，进行了高分辨成像的初步探索，在理论上基于时空随机辐射场的微波凝视成像方法获得的空间分辨率可以突破天线孔径的限制，大大提高了分辨率首先论文研究了基于时空随机辐射场的微波凝视成像新方法的基本原理提出时空两维随机分布的辐射场是实现高分辨微波凝视成像的前提：分析了在时空随机辐射场作用下，目标信息提取与解耦的方法：将接收到的散射回波和与之相对应的时空随机辐射场进行强度关联处理其次论文详细讨论了基于时空随机辐射场的微波凝视成像的成像过程，建立了从信号产生，辐射，散射，接收到关联处理的成像模型。深入分析了成像过程中信号的相关变化：从两个过程步建立了时空随机辐射场与辐射源的关系的模型：（1）推导了辐射源与时空随机分布口面场的关系，（2）建立了口面场经空间传播后的时空随机辐射场的数学模型：推导了随机辐射场下的散射场表达式：提出了微波强度关联为基于时空随机辐射场下的目标信息提取以及解的方法最后论文研究了基于时空随机辐射场的微波凝视成像中随机辐射源的特性。详细讨论了辐射源分别辐射理想的随机信号，带限随机信号下时空随机特性：分析了辐射源的空间构型（辐射源的个数和辐射源的口径）对辐射场时空随机性的影响：从整个成像的角度，推导了随机辐射源的参数对基于时空随机辐射场的微波凝视成像的影响。
标签： 辐射场
上传时间： 2022-03-14
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能源短缺和环境恶化是人类共同面临的挑战。开发新型清洁能源是解决能源短缺和环境恶化的捷径，但是太阳能能源不连续和不稳定的缺点影响其单独使用的效果。为了解决这个问题，可以选择使用多种性质互补的能源联合供电，相互弥补彼此的不足，以达到连续稳定的电能输出。基于双输入直流变换器（Multipk-Input Converter，MC）的光电互补系统相对于风光互补系统而言，在太阳能功率充足时，可以选择将多余的能量进行并网，省去了蕃电池等储能设备，也可大大节约成本，简化控制：而且电网是全天候的，比纯新能源联合系统更加可靠。因此本文将对光电互补系统，研究其拓扑、能量管理和系统参数设计等等在隔离应用的中小功率场合，推挽变换器控制方便，结构简单，应用广泛传统的多输入推挽变换器结构复杂，成本高。通过分析MIC的生成方法，利用脉冲电压源 Pulsating Voltage Source Ce，PⅤSC或者脉冲电流源（Pulsating Curren Source Cell，PCSC）中联或者并联构成简单实用的一族多输入推挽变换器，详细分析了BUCK型PVSC串联构成的双输入推挽变换器的小信号模型和控制方式，为了能够提供交流输出，本文还详细分析了半桥逆变电路的控制方式，并推导出其数学控制模型通过分析系统的工作模式、能量管理策略和不同控制方式对系统的影响，阐叨基于双输入推挽变换器的光电互补系统的工作原理。并对系统软件涉及到的太阳能最大功率跟踪、光电互补控制和逆变控制等算法进行重点研究功率电路参数设计合理与否，直接影响着系统的性能和指标，其中推挽变压器和滤波器的参数设计尤为重要，为此专门给出了硬件参数设计步骤；然后，根据软件算法，设计了控制软件流程图来更清晰的表达软件控制的思想软件参数是影响系统鲁棒性和快速性的另一个关键因素，在硬件设计的基础上，对软件参数进行优化设计，并利用 Simulink软件对设计参数进行仿真分析和修正。然后采用TMS320F2809作为控制芯片，搭建了实验原理样机，并进行了相关验证实验
标签： 推挽变换器
上传时间： 2022-03-16
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随着材料技术以及开关电源技术的进步，照明领域开启了新的时代。IFD照明作为第四代光源具有节能、环保、高效、长寿命的特点，其正在逐步替代传统白炽灯作为LED灯具的核心部分，LED驱动电源一直是国内外集成电路设计公司重点研究的领域。LED灯具应用于家庭中小功率照明场合时，用户希望其电源具有结构简单，成本低、性能稳定、效率高、安全性高的优点，而市场上现阶段能满足这一特点的ACDC型LED驱动电源不多，因此该类型驱动电源也成为当前研究的重点本文主要任务是根据项目要求对ACDC型LED恒流驱动驱动电源模型进行分析，然后利用 SIMetrix软件对模型进行建模与仿真，通过对驱动电源模型的研究促进集成电路设计人员对恒流驱动电源工作原理的理解进而加快产品研发速度以及提高产品的质量。在建模过程中，首先通过分析和总结不同的恒流控制方式及电路拓扑结构，确定驱动电源模型采用的控制方式为单闭环峰值电流控制模式，其拓扑结构为反激式拓扑结构。然后通过对不同状态下驱动电源的逻辑分析，设计驱动电源的逻辑和功能电路结构。针对当前众多电力电子软件在电子电路建模方面存在的弊端，如仿真收敛性差仿真速度慢、占用系统资源等，本文选用 SIMetrix软件对驱动电源进行建模仿真，该软件可以很好地克服其他软件在仿真收敛性、仿真速度以及占用系统资源等方面的缺点。仿真结果表明驱动电源模型正确。最后，设计基于该驱动模型流片样品的驱动电源测试电路，并搭建测试平台。对驱动电源进行的相关性能测试，测试结果表明驱动电源的负载电流控制精度可达5%，其实测最大效率可达782%，不同故障状态下的功能测试结果表明电源能准确启动保护。因此，根据测试数据分析的结果可以看出该驱动电源在恒流特性、保护功能及效率都满足设计要求，同时通过仿真结果与测试结果的对比分析，也进一步验证了模型的正确性关健词：LED恒流驱动拓扑结构逻辑分析 SIMetrix建模断续模式
上传时间： 2022-03-16
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准确量化和预测陆地生态系统碳水通量对于理解陆气间相互作用，预测未来气候变化和控制温室效应具有重要意义。通量观测和模型模拟是目前研究碳水通量的两种主要方法。通量观测精度较高，但观测范围局限、站点分布不均匀，易受环境影响，难以区域扩展；模型模拟可实现不同尺度参量估算，但由于理想化假设、模型参数和驱动数据等限制，导致其模拟结果往往与真实值存在较大偏差。模型-数据融合方法主要是通过参数估计和数据同化两种技术集成观测和模型信息，建立两者相互制约调节的优化关系，以提高模型结果与真实值之间的匹配程度。基于该思路，本研究在地面观测数据、遥感卫星资料以及相关气候环境数据基础上，重点突破全球动态植被模型（Lund-Potsdam-Jena Dynamic Globa Vegetation Model.LPJ-DGVM）敏感参数优化方法，获取适宜中国的参数化方案：在此基础上，引入数据同化算法，将遥感卫星产品信息与模型相融合，在模拟过程中不断校正原有模型模拟轨迹，提高模型适用性。将以上改进的模型推广至中国区域，实现对20002015年中国地区总初级生产力（Gross Primary Productivity GPP）和敬发（Evapotranspiration，ET的空间格局模拟及分析。主要结论如下1）将LP」DGwM中所选出的22个可调参数（涉及光合、呼吸、水平衡异速生长、死亡、建立以及土壤和掉落物分解共七个作用领域）在各自取值范围内随机获得不同的参数组合，结果表明22个参数可引起GPP和ET模拟结果产生较大的不确定性，尤其集中在生长季。所有站点GPP相对不确定性（Relative Uncertainty，RU）基本保持在09-1.25之间，不具有明显的年际变异性：ET相对不确定性RU月变化趋势明显，且基本处于0.5以下，明显低于GPP，说明所筛选的22个参数对GP模拟产生的影响更为显著。
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-16
上传用户：shjgzh
本文以某油田数字化改造项目为背景，研究内容主要分为如下四个部分（1）三维激光扫描仪在扫描作业中会产生精度不符合项目要求的问题，导致后续的维模型精度无法达到要求。本文系统分析了扫描仪的误差来源，采用单边法和交叉双边法的标定实验方案，可以较快、较准确的检验三维激光扫描仪的精度，为后续数据获取奠定了良好的基础（2）传统的纹理图片采集方法没有规则，拍摄的图片较多，数据量较大，且有时会遗漏部分场景信息。通过对比分析研究前后几次采集的大量纹理图片数据，提出了一种快速、全面的纹理采集方法，提高了采集效率，降低了数据量。通过研究降噪、增强特征等算法，对纹理图片进行处理，获取了较好的模型显示细腻感。最后，通过对比实验分析了上种不同理贴图方法在模型真实度、内存占用量和操作易程度等力面的影响，得出各个贴图方法的优缺点及适用范围，为后续的高质量、快速度的纹理贴图提供了理论依据（3）针对地面激光扫描仪在点云拼接时出现无法识别标靶球的问题，分析研究了大量其它站扫描的点云数据和标靶摆放位置，提出了相应的摆放规则，提高了识别标靶的成功率和点云拼接效率。复杂的曲面类模型在正向建模软件中的操作难度较大，且操作复杂，作者通过转换格式将点云放置在逆向软件中使用曲面拟合建模方法进行三维建模，提高了建模效率。非规則类模型在通过交集、并集和差集操作时会出现模型消失的问题，经过实验和研究，详细提出了其建模步骤，减少了该类问题的出现。团队协同作业的模型整合阶段容易出现材质和模型重复问题，结合项目的建模技术要求提出了相关的模型建模规范，提高了模型整合效率
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-17
上传用户：XuVshu
战场环境是影响战争胜负走向的关键因素，其中地形是战场环境的主要构成。随着军事技术的变革、精确打击和精确斩首武器的运用，传统二维地图的局限性已经无法满足军事训练和军事指挥方面的需求。而对于当前的三维战场地形，快速进行地形模型构建、地形模型精细化以及海量数据可视化呈现的要求显得越来越高。因此，本文为构建真实的三维战场地理环境及可视化进行了深入研究。本文选用倾斜摄影技术与 Cesium可视化库进行真实三维地形的建立及可视化平台的搭建，以西安工业大学未央校区做为典型应用实例进行城市作战可视化开发。首先，本文介绍了三维实景建模与可视化相关理论；论述了在Web端进行可视化开发的优势；提出了倾斜摄影测量技术对三维战场地形构建时存在的问题及解决办法。其次，本文制定了战场环境多源数据采集方案以及基于 Smart3D多源数据融合建模流程。制作了三维战场地形数据并进行了模型质量分析，包括模型的纹理精度、几何精度和地理坐标精度。确保生成的地形数据满足逼真的可视化视觉效果及地形对地面人员装备的各种干涉作用的真实性最后，本文在前三章的基础上采用BS三层架构的方式，通过 Cesium、HTLM，JavaScript等语言进行战场环境可视化平台的搭建，实现了城市化作战的三维战场环境构建。同时本文基于 Cesium完成了模型单体化和模型驱动等功能本课题对三维战场地形环境构建与可视化研究具有重要意义。本文提出的战场环境构建方法可以运用到各种战场环境的构建，包括山地丘陵的作战地形环境构建、城市反恐作战等。通过可视化平台的加载可以直观、真实了解战场环境。通过模型驱动完成战场中各种演示效果。关键词：多源数据融合；倾斜摄影测量：三维建模；Cesium：三维战场环境可视化：CZML
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-17
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随着科学技术的发展和现代战争的需要，数据融合作为一门新兴交叉学科，在近年来得到了广泛关注和快速发展，而关于雷达情报处理的研究和应用也日益受到重视。现代战争中，指挥、控制通信和情报系统面临着严峻的挑战。在多雷达情报处理系统中，采用数据融合技术，提供更加实时、准确的情报是现代战争的迫切需求。论文正是围绕这一需求展开的，研究了雷达情报数据融合系统的误差校正和航迹关联问论文较为系统地介绍了数据融合的概念、研究意义、国内外发展状况及其应用，并讨论了数据融合的模型、结构及关键技术论文针对多雷达情报处理系统中的系统误差问题，研究了四种误差校正方法。文研究了密集目标环境中的航迹关联问题，对多传感器数据关联的方法进行了分类，并针对多雷达情报处理系统这个分布式系统，研究了分布式数据关联方法。运用0-1整数规划法建立了密集目标环境的规划模型函数并求解应用在多雷达数据融合软件中，使航迹关联达到了极好的效果，为开发多雷达数据融合软件提供了技术支持。关键词：雷达情报，数据融合，数据关联，误差校正，航迹关联，0-1整数规划现代战争中，新型作战飞机机动性能强，具有隐身特性，加上电子对抗的战场环境，传统雷达情报处理系统已应付不了多目标，高密度的空情要求。为了适应新军事变革要求，在未来信息化战争中雷达能够给出准确的信息情报，雷达情报处理系统在改善硬件条件的同时，开发运用数据融合新技术，从根本上改善雷达情报质量已然成为当务之急数据融合一词最早出现在七十年代末期，是从军事CI系统中提出的，它与信号处理、计算机技术、概率统计、图像处理和人工智能学科密切相关，是一门新兴发展起来的交叉学科。
上传时间： 2022-03-18
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随着电力电子技术的飞速发展，高频开关电源由于其诸多优点已经广泛深入到国防、工业、民用等各个领域，与人们的工作、生活密切相关，由此引发的电网谐波污染也越来越受到人们的重视，对其性能，体积，效率，功率密度等的要求也越来越高。因此，研究具有高功率因数、高效率的ACDC变换技术，对于抑制谐波污染、节钓能源及实现绿色电能变换具有重要意义通过分析目前功率因数校正PFC）技术与直流变换（DcDC）技术的研究现状，采用了具有两级结构的AcDc变换技术，对PFC控制技术，直流变换软开关实现等内容进行了研究。前级PFC部分采用先进的单周期控制技术，通过对其应用原理、稳定性与优势性能的研究，实璄了主电路及控电路的参数设计与优化，简化了PFC控制电路结构、根据控制电路特点与系統环路稳性要求，完成了电流环路与整个控制环路设计，确保了系统稳定性，提高了系统动态响应。通过建立电路闭环仿真模型，验证了单周期控制抑制输入电压与负载扰动的优势性能及连续功率因数校正的优点，优化了电路参数后级直流变换主电路采用LLC谐振拓扑，通过变频控制使直流变换环节具有轼开关特性。分析了不同开关频率范围内电路工作原理，并建立了基波等效电路，采用基波分析法对VLc需城电路的电反增益性，输入阻抗持性进行了研究，确定了电路软开关工作范图。以基波分析结果为基础进行了合理的电路参数优化设计，保证了直流变换环节在全输入电压范围、全负载范围内能实现桥臂开关管零电压开通zVS}，较大范围内边整流二极管零电流关断区CS），并将谐振电路中的电压电流应力降到最小，极大的提高了系统效率同时，为了提高系统功率密度，选择了优化的磁性元器件结构，实现了谐振感性元件与变压器的磁性器件集成，大大减小了变换电路的体积在理论研究与参数设计的基础上，搭建了实验样机，分别对PFC部分和DcDC部分进行了实验验证与结果分析。经实验验证ACDc变换电路功率因数在0.988以上，直瓿变换电路能实现全范图软开关，实现了高效率AcDC变换。关键词：ACDC变换：功率因数校正：；高效率；LLC谐振电路：单周期控制
上传时间： 2022-03-24
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