一臺數控機床的先進程度衡量著一個國家制造業的先進水平，而數控機床最核心的部分就是數控機床控制系統。近年出現的ARM數入式系統具有硬件資源豐富、性能好、成本低和功耗低等優點，FPGA技術具有可重復編程、在線升級、實時性好、可靠性高等優點。為了克服傳統的數控機床成本高、控制精度低、實時性差，可靠性低等缺點，研究基于ARM+FPGA架構的新型數控機床系統，具有重要的社會經濟意義和重大的經濟價值本文以數控機床為工程背景，以何服電機PMSM為具體對象以ARM+FPGA作為數控系統的實現平臺，從提高何服系統位置環控制的自適應能力，提高位置環、速度環和電流環等復雜運算的處理速度，提高系統管理與控制程序開發的簡單性、界面的美觀性等方面開展了深入的研究。其主要研究工作和結論如下：（1）在對比分析了幾種控制系統架構基礎上，提出了一種基于ARM+FPGA的數控機床自適應模糊控制何服系統的設計方案。該系統采用以ARM作為系統主控與運動軌跡計算芯片，FPGA作為何服系統運動控制芯片，而其中的FPGA運動控制系統包括自適應位置控制模塊、速度控制模塊、電流變換模塊三大部分（2）針對提出的 ARM+FPGA的數控機床自適應模糊控制何服系統的設計方案，進行了有關數學模型的建立占推導，并借助MATLAB工具建立系統仿真模型進行仿真。系統仿真結果表明，該系統位置響應超調量小，響應時間短，系統性能優越（3）為了提高運動控制的實時性、可靠性、靈活度，根據運動控制系統的模型，提出了一種FPGA實現的運行控制系統的結構，井詳細進行了自適應位置控制模塊、速度控制模塊、電流變換模塊等內部各模塊的設計，之后利用HDL進行了有關模塊的程序設計和PGA實現仿真（4）針對基于ARM微處理器的主挖與運動軌跡計算系統，進行了系統控制界面的設計，FPGA與ARM芯片、FPGA與上位機等通信程序設計，進行了運動控制中加減速、插補方法的分析與設計關鍵字：數控機床：水磁同步電機：自適應模糊控制：ARM:FPGA
上傳時間： 2022-03-11
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建模、控制算法研究以及仿真試驗都是燃氣輪機研制過程中必不可少的環節，本文針對三者展開研究首先，采用容積慣性法代替牛頓-拉普遜法建立三軸燃氣輪機非線性動態模型，并考慮變比熱、引氣與冷卻等環節，通過與試車數據比較驗證了所建模型具有良好的仿真精度。采用容積慣性法不但提高了模型的實時性，并且動態過程更接近真實燃氣輪機運轉狀態。分析了容積慣性法建模中低轉速階段仿真時出現的參數振蕩現象產生的原因，通過增加低轉速特性數據消除了參數振蕩，并提出了一種基于指數平衡與樣條擬合的外推方法來獲得低轉速特性數據。通過低壓壓氣機特性數據外推計算與分析，證明了該外推方法具有較好的準確性。然后，針對重型燃氣輪機非線性強、慣性大和負載多變等特點，提出了一種基于深度信念網絡的自適應控制器。該控制器結合了深度信念網絡和傳統PD控制器，其中深度信念網絡作用是在線調整PID參數，而傳統PD控制器負責控制量的計算與輸出。通過數字仿真，驗證了該控制器滿足燃氣輪機轉速控制的要求，并且具有良好的自適應性，在燃氣輪機不同工況下，能夠對其轉速進行準確控制，使得系統快速響應的同時無超調量。最后，針對燃氣輪機硬件在環仿真平臺的需要，設計了一種能夠采集并模擬多種范圍電壓、電流與頻率信號的接口模擬器。搭建了燃氣輪機硬件在環控制平臺，在試驗前對接口模擬器以及控制器進行了標定與平臺的實時性驗證。在已有的控制器上，完成了基于RIX作系統的多任務嵌入式控制系統開發。通過硬件在環試驗，進一步驗證了本文設計的控制器具有良好的控制效果與較強的自適應能力關鍵詞：燃氣輪機，容積慣性，建模，仿真，自適應控制，深度信念網絡，硬件在環
標簽： 自適應控制
上傳時間： 2022-03-14
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在選用地球同步軌道衛星、浮空氣球平臺等相對地面靜止的平臺對某一區域進行長時間定點凝視高分辨遙感成像時，傳統的微波凝視成像，由于橫向分辨率受限于天線孔徑，分辨率不高，SAR和ISAR能夠獲得橫向上的高分辨但是二者橫向分辨率的獲得依賴于雷達與目標的相對運動，限制了其在上述場合的應用。因此探索一種能夠實現凝視條件下的高分辨成像方法是十分必要的本文研究了一種全新的微波凝視成像方法—基于時空隨機輻射場的微波凝視成像方法，進行了高分辨成像的初步探索，在理論上基于時空隨機輻射場的微波凝視成像方法獲得的空間分辨率可以突破天線孔徑的限制，大大提高了分辨率首先論文研究了基于時空隨機輻射場的微波凝視成像新方法的基本原理提出時空兩維隨機分布的輻射場是實現高分辨微波凝視成像的前提：分析了在時空隨機輻射場作用下，目標信息提取與解耦的方法：將接收到的散射回波和與之相對應的時空隨機輻射場進行強度關聯處理其次論文詳細討論了基于時空隨機輻射場的微波凝視成像的成像過程，建立了從信號產生，輻射，散射，接收到關聯處理的成像模型。深入分析了成像過程中信號的相關變化：從兩個過程步建立了時空隨機輻射場與輻射源的關系的模型：（1）推導了輻射源與時空隨機分布口面場的關系，（2）建立了口面場經空間傳播后的時空隨機輻射場的數學模型：推導了隨機輻射場下的散射場表達式：提出了微波強度關聯為基于時空隨機輻射場下的目標信息提取以及解的方法最后論文研究了基于時空隨機輻射場的微波凝視成像中隨機輻射源的特性。詳細討論了輻射源分別輻射理想的隨機信號，帶限隨機信號下時空隨機特性：分析了輻射源的空間構型（輻射源的個數和輻射源的口徑）對輻射場時空隨機性的影響：從整個成像的角度，推導了隨機輻射源的參數對基于時空隨機輻射場的微波凝視成像的影響。
標簽： 輻射場
上傳時間： 2022-03-14
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能源短缺和環境惡化是人類共同面臨的挑戰。開發新型清潔能源是解決能源短缺和環境惡化的捷徑，但是太陽能能源不連續和不穩定的缺點影響其單獨使用的效果。為了解決這個問題，可以選擇使用多種性質互補的能源聯合供電，相互彌補彼此的不足，以達到連續穩定的電能輸出。基于雙輸入直流變換器（Multipk-Input Converter，MC）的光電互補系統相對于風光互補系統而言，在太陽能功率充足時，可以選擇將多余的能量進行并網，省去了蕃電池等儲能設備，也可大大節約成本，簡化控制：而且電網是全天候的，比純新能源聯合系統更加可靠。因此本文將對光電互補系統，研究其拓撲、能量管理和系統參數設計等等在隔離應用的中小功率場合，推挽變換器控制方便，結構簡單，應用廣泛傳統的多輸入推挽變換器結構復雜，成本高。通過分析MIC的生成方法，利用脈沖電壓源 Pulsating Voltage Source Ce，PⅤSC或者脈沖電流源（Pulsating Curren Source Cell，PCSC）中聯或者并聯構成簡單實用的一族多輸入推挽變換器，詳細分析了BUCK型PVSC串聯構成的雙輸入推挽變換器的小信號模型和控制方式，為了能夠提供交流輸出，本文還詳細分析了半橋逆變電路的控制方式，并推導出其數學控制模型通過分析系統的工作模式、能量管理策略和不同控制方式對系統的影響，闡叨基于雙輸入推挽變換器的光電互補系統的工作原理。并對系統軟件涉及到的太陽能最大功率跟蹤、光電互補控制和逆變控制等算法進行重點研究功率電路參數設計合理與否，直接影響著系統的性能和指標，其中推挽變壓器和濾波器的參數設計尤為重要，為此專門給出了硬件參數設計步驟；然后，根據軟件算法，設計了控制軟件流程圖來更清晰的表達軟件控制的思想軟件參數是影響系統魯棒性和快速性的另一個關鍵因素，在硬件設計的基礎上，對軟件參數進行優化設計，并利用 Simulink軟件對設計參數進行仿真分析和修正。然后采用TMS320F2809作為控制芯片，搭建了實驗原理樣機，并進行了相關驗證實驗
標簽： 推挽變換器
上傳時間： 2022-03-16
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隨著材料技術以及開關電源技術的進步，照明領域開啟了新的時代。IFD照明作為第四代光源具有節能、環保、高效、長壽命的特點，其正在逐步替代傳統白熾燈作為LED燈具的核心部分，LED驅動電源一直是國內外集成電路設計公司重點研究的領域。LED燈具應用于家庭中小功率照明場合時，用戶希望其電源具有結構簡單，成本低、性能穩定、效率高、安全性高的優點，而市場上現階段能滿足這一特點的ACDC型LED驅動電源不多，因此該類型驅動電源也成為當前研究的重點本文主要任務是根據項目要求對ACDC型LED恒流驅動驅動電源模型進行分析，然后利用 SIMetrix軟件對模型進行建模與仿真，通過對驅動電源模型的研究促進集成電路設計人員對恒流驅動電源工作原理的理解進而加快產品研發速度以及提高產品的質量。在建模過程中，首先通過分析和總結不同的恒流控制方式及電路拓撲結構，確定驅動電源模型采用的控制方式為單閉環峰值電流控制模式，其拓撲結構為反激式拓撲結構。然后通過對不同狀態下驅動電源的邏輯分析，設計驅動電源的邏輯和功能電路結構。針對當前眾多電力電子軟件在電子電路建模方面存在的弊端，如仿真收斂性差仿真速度慢、占用系統資源等，本文選用 SIMetrix軟件對驅動電源進行建模仿真，該軟件可以很好地克服其他軟件在仿真收斂性、仿真速度以及占用系統資源等方面的缺點。仿真結果表明驅動電源模型正確。最后，設計基于該驅動模型流片樣品的驅動電源測試電路，并搭建測試平臺。對驅動電源進行的相關性能測試，測試結果表明驅動電源的負載電流控制精度可達5%，其實測最大效率可達782%，不同故障狀態下的功能測試結果表明電源能準確啟動保護。因此，根據測試數據分析的結果可以看出該驅動電源在恒流特性、保護功能及效率都滿足設計要求，同時通過仿真結果與測試結果的對比分析，也進一步驗證了模型的正確性關健詞：LED恒流驅動拓撲結構邏輯分析 SIMetrix建模斷續模式
上傳時間： 2022-03-16
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準確量化和預測陸地生態系統碳水通量對于理解陸氣間相互作用，預測未來氣候變化和控制溫室效應具有重要意義。通量觀測和模型模擬是目前研究碳水通量的兩種主要方法。通量觀測精度較高，但觀測范圍局限、站點分布不均勻，易受環境影響，難以區域擴展；模型模擬可實現不同尺度參量估算，但由于理想化假設、模型參數和驅動數據等限制，導致其模擬結果往往與真實值存在較大偏差。模型-數據融合方法主要是通過參數估計和數據同化兩種技術集成觀測和模型信息，建立兩者相互制約調節的優化關系，以提高模型結果與真實值之間的匹配程度。基于該思路，本研究在地面觀測數據、遙感衛星資料以及相關氣候環境數據基礎上，重點突破全球動態植被模型（Lund-Potsdam-Jena Dynamic Globa Vegetation Model.LPJ-DGVM）敏感參數優化方法，獲取適宜中國的參數化方案：在此基礎上，引入數據同化算法，將遙感衛星產品信息與模型相融合，在模擬過程中不斷校正原有模型模擬軌跡，提高模型適用性。將以上改進的模型推廣至中國區域，實現對20002015年中國地區總初級生產力（Gross Primary Productivity GPP）和敬發（Evapotranspiration，ET的空間格局模擬及分析。主要結論如下1）將LP」DGwM中所選出的22個可調參數（涉及光合、呼吸、水平衡異速生長、死亡、建立以及土壤和掉落物分解共七個作用領域）在各自取值范圍內隨機獲得不同的參數組合，結果表明22個參數可引起GPP和ET模擬結果產生較大的不確定性，尤其集中在生長季。所有站點GPP相對不確定性（Relative Uncertainty，RU）基本保持在09-1.25之間，不具有明顯的年際變異性：ET相對不確定性RU月變化趨勢明顯，且基本處于0.5以下，明顯低于GPP，說明所篩選的22個參數對GP模擬產生的影響更為顯著。
標簽： 數據融合
上傳時間： 2022-03-16
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本文以某油田數字化改造項目為背景，研究內容主要分為如下四個部分（1）三維激光掃描儀在掃描作業中會產生精度不符合項目要求的問題，導致后續的維模型精度無法達到要求。本文系統分析了掃描儀的誤差來源，采用單邊法和交叉雙邊法的標定實驗方案，可以較快、較準確的檢驗三維激光掃描儀的精度，為后續數據獲取奠定了良好的基礎（2）傳統的紋理圖片采集方法沒有規則，拍攝的圖片較多，數據量較大，且有時會遺漏部分場景信息。通過對比分析研究前后幾次采集的大量紋理圖片數據，提出了一種快速、全面的紋理采集方法，提高了采集效率，降低了數據量。通過研究降噪、增強特征等算法，對紋理圖片進行處理，獲取了較好的模型顯示細膩感。最后，通過對比實驗分析了上種不同理貼圖方法在模型真實度、內存占用量和操作易程度等力面的影響，得出各個貼圖方法的優缺點及適用范圍，為后續的高質量、快速度的紋理貼圖提供了理論依據（3）針對地面激光掃描儀在點云拼接時出現無法識別標靶球的問題，分析研究了大量其它站掃描的點云數據和標靶擺放位置，提出了相應的擺放規則，提高了識別標靶的成功率和點云拼接效率。復雜的曲面類模型在正向建模軟件中的操作難度較大，且操作復雜，作者通過轉換格式將點云放置在逆向軟件中使用曲面擬合建模方法進行三維建模，提高了建模效率。非規則類模型在通過交集、并集和差集操作時會出現模型消失的問題，經過實驗和研究，詳細提出了其建模步驟，減少了該類問題的出現。團隊協同作業的模型整合階段容易出現材質和模型重復問題，結合項目的建模技術要求提出了相關的模型建模規范，提高了模型整合效率
標簽： 數據融合
上傳時間： 2022-03-17
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戰場環境是影響戰爭勝負走向的關鍵因素，其中地形是戰場環境的主要構成。隨著軍事技術的變革、精確打擊和精確斬首武器的運用，傳統二維地圖的局限性已經無法滿足軍事訓練和軍事指揮方面的需求。而對于當前的三維戰場地形，快速進行地形模型構建、地形模型精細化以及海量數據可視化呈現的要求顯得越來越高。因此，本文為構建真實的三維戰場地理環境及可視化進行了深入研究。本文選用傾斜攝影技術與 Cesium可視化庫進行真實三維地形的建立及可視化平臺的搭建，以西安工業大學未央校區做為典型應用實例進行城市作戰可視化開發。首先，本文介紹了三維實景建模與可視化相關理論；論述了在Web端進行可視化開發的優勢；提出了傾斜攝影測量技術對三維戰場地形構建時存在的問題及解決辦法。其次，本文制定了戰場環境多源數據采集方案以及基于 Smart3D多源數據融合建模流程。制作了三維戰場地形數據并進行了模型質量分析，包括模型的紋理精度、幾何精度和地理坐標精度。確保生成的地形數據滿足逼真的可視化視覺效果及地形對地面人員裝備的各種干涉作用的真實性最后，本文在前三章的基礎上采用BS三層架構的方式，通過 Cesium、HTLM，JavaScript等語言進行戰場環境可視化平臺的搭建，實現了城市化作戰的三維戰場環境構建。同時本文基于 Cesium完成了模型單體化和模型驅動等功能本課題對三維戰場地形環境構建與可視化研究具有重要意義。本文提出的戰場環境構建方法可以運用到各種戰場環境的構建，包括山地丘陵的作戰地形環境構建、城市反恐作戰等。通過可視化平臺的加載可以直觀、真實了解戰場環境。通過模型驅動完成戰場中各種演示效果。關鍵詞：多源數據融合；傾斜攝影測量：三維建模；Cesium：三維戰場環境可視化：CZML
標簽： 數據融合
上傳時間： 2022-03-17
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隨著科學技術的發展和現代戰爭的需要，數據融合作為一門新興交叉學科，在近年來得到了廣泛關注和快速發展，而關于雷達情報處理的研究和應用也日益受到重視。現代戰爭中，指揮、控制通信和情報系統面臨著嚴峻的挑戰。在多雷達情報處理系統中，采用數據融合技術，提供更加實時、準確的情報是現代戰爭的迫切需求。論文正是圍繞這一需求展開的，研究了雷達情報數據融合系統的誤差校正和航跡關聯問論文較為系統地介紹了數據融合的概念、研究意義、國內外發展狀況及其應用，并討論了數據融合的模型、結構及關鍵技術論文針對多雷達情報處理系統中的系統誤差問題，研究了四種誤差校正方法。文研究了密集目標環境中的航跡關聯問題，對多傳感器數據關聯的方法進行了分類，并針對多雷達情報處理系統這個分布式系統，研究了分布式數據關聯方法。運用0-1整數規劃法建立了密集目標環境的規劃模型函數并求解應用在多雷達數據融合軟件中，使航跡關聯達到了極好的效果，為開發多雷達數據融合軟件提供了技術支持。關鍵詞：雷達情報，數據融合，數據關聯，誤差校正，航跡關聯，0-1整數規劃現代戰爭中，新型作戰飛機機動性能強，具有隱身特性，加上電子對抗的戰場環境，傳統雷達情報處理系統已應付不了多目標，高密度的空情要求。為了適應新軍事變革要求，在未來信息化戰爭中雷達能夠給出準確的信息情報，雷達情報處理系統在改善硬件條件的同時，開發運用數據融合新技術，從根本上改善雷達情報質量已然成為當務之急數據融合一詞最早出現在七十年代末期，是從軍事CI系統中提出的，它與信號處理、計算機技術、概率統計、圖像處理和人工智能學科密切相關，是一門新興發展起來的交叉學科。
上傳時間： 2022-03-18
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隨著電力電子技術的飛速發展，高頻開關電源由于其諸多優點已經廣泛深入到國防、工業、民用等各個領域，與人們的工作、生活密切相關，由此引發的電網諧波污染也越來越受到人們的重視，對其性能，體積，效率，功率密度等的要求也越來越高。因此，研究具有高功率因數、高效率的ACDC變換技術，對于抑制諧波污染、節釣能源及實現綠色電能變換具有重要意義通過分析目前功率因數校正PFC）技術與直流變換（DcDC）技術的研究現狀，采用了具有兩級結構的AcDc變換技術，對PFC控制技術，直流變換軟開關實現等內容進行了研究。前級PFC部分采用先進的單周期控制技術，通過對其應用原理、穩定性與優勢性能的研究，實璄了主電路及控電路的參數設計與優化，簡化了PFC控制電路結構、根據控制電路特點與系統環路穩性要求，完成了電流環路與整個控制環路設計，確保了系統穩定性，提高了系統動態響應。通過建立電路閉環仿真模型，驗證了單周期控制抑制輸入電壓與負載擾動的優勢性能及連續功率因數校正的優點，優化了電路參數后級直流變換主電路采用LLC諧振拓撲，通過變頻控制使直流變換環節具有軾開關特性。分析了不同開關頻率范圍內電路工作原理，并建立了基波等效電路，采用基波分析法對VLc需城電路的電反增益性，輸入阻抗持性進行了研究，確定了電路軟開關工作范圖。以基波分析結果為基礎進行了合理的電路參數優化設計，保證了直流變換環節在全輸入電壓范圍、全負載范圍內能實現橋臂開關管零電壓開通zVS}，較大范圍內邊整流二極管零電流關斷區CS），并將諧振電路中的電壓電流應力降到最小，極大的提高了系統效率同時，為了提高系統功率密度，選擇了優化的磁性元器件結構，實現了諧振感性元件與變壓器的磁性器件集成，大大減小了變換電路的體積在理論研究與參數設計的基礎上，搭建了實驗樣機，分別對PFC部分和DcDC部分進行了實驗驗證與結果分析。經實驗驗證ACDc變換電路功率因數在0.988以上，直瓿變換電路能實現全范圖軟開關，實現了高效率AcDC變換。關鍵詞：ACDC變換：功率因數校正：；高效率；LLC諧振電路：單周期控制
上傳時間： 2022-03-24
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