基于磁致伸缩式超声导波测温技术基础研究

温度是科学研究中最普遍的物理量,也是生产精密仪器的重要参数,然而国内对于高温环境除热电偶测温传感器外尚无可靠的原位测试方法。依据超声导波测温的原理,设计出一套基于磁致伸缩效应的超声导波测温装置,测试了该装置在常温以及常温(12℃)~600℃的运行情况。实验表明,该装置可以在高温环境下稳定运行,并且得到常温(12℃)~600℃范围内的起始声波和端面回波之间时间间隔△t与介质温度之间的对应关系,为2 000℃以上的高温测量奠定了基础。     

基于改进 Gerstner 波的岛礁近岸波浪实时仿真?

为了实现岛礁附近波浪实时仿真,结合 Gerstner 波和水波动力学知识,提出了一种能够模拟波浪卷曲和折射绕射现象的波浪建模与绘制方法。首先,建立 Gerstner 波参数随水深变化关系,构建模拟波浪卷曲过程的几何模型;然后,定义岛礁地形对波浪传播的阻障和遮挡系数,并据此修正波浪传播的波向和波高,实现折射和绕射现象的仿真;最后,应用着色器缓存技术完成计算的硬件加速,并构建了基于视点的波浪传播多分辨率绘制策略。实验结果表明,该方法对波浪的卷曲和折射绕射现象取得了较好的仿真效果,绘制效率能够满足实时性要求。     

地波雷达组网探测高空目标优化布站

针对高空无人机等目标,建立基于高频地波雷达为主的2D雷达探测网,以目标高度估计和协同补盲为约束条件,对2D雷达网的优化布站问题进行理论计算和实例仿真,实验结果证明布站方法的有效性。     

交流感应电动机精确解耦的自抗扰控制

为了实现交流感应电动机高性能调速,快速跟踪变化的负载转矩,对静止两相αβ坐标系中的电动机数学模型精确反馈线性化,实现转速和转子磁链系统的完全解耦。针对解耦的转速和磁链子系统的设计2个结构完全相同的自抗扰控制器,实现对转速和磁链的完全独立控制。实验研究表明:电动机转速和磁链分别大约在0.7 s和0.3 s时达到参考值;负载转矩的变化将引起转速7 rad·s~(-1)范围内的变化,但磁链仍保持给定值;当转速稳定时,电磁转矩在1 s时间内能快速跟踪变化的负载转矩,其超调量不超过20 N·m;控制系统能适应转子电阻±10%和定子电阻+10%范围的变化。     

带有模糊干扰观测器的高超声速飞行器一体化制导控制方法

为充分利用高超声速飞行器在俯冲段的质心运动与绕质心运动之间的耦合作用和飞行过程中的不确定性,基于模糊干扰观测器提出三维一体化制导与控制问题。根据飞行器的动力学方程以及飞行器-目标的视线角相对运动方程,推导出适用于倾斜转弯控制的一体化制导控制模型。针对模型中的不确定性采用模糊干扰观测器进行补偿,并使用块动态面方法设计一种一体化制导控制律。通过选取适当的李雅普诺夫函数证明闭环系统状态的一致毕竟有界性。仿真结果验证了该一体化制导控制方法的有效性和鲁棒性。     

海水中电磁波的弯曲

利用导电媒质中的斯耐尔定律 ,研究了电磁波在空气—海水界面的行为及在海水中的传播情况 ,得出了低频电磁波总是沿垂直海面的方向向海里传播 ,在存在温度梯度的情况下电磁波在向海底传播过程中会发生弯曲的结论     

基于Neumann谱和PM谱的海浪感应磁场能量分布计算

结合前人在海浪功率谱以及海浪产生磁场两方面的研究 ,求出了海浪 磁场系统的传递函数 ,分析了该系统的性质 ,并利用该传递函数和Neumann谱、PM谱计算了磁场功率谱 ;在此基础上 ,根据实际观测我国海区的海浪高度 周期分布 ,求解海浪分布参数 ,模拟实际的海浪过程 ,求出了实际情况下的海浪感应磁场功率谱 ,并分析了其特性 .     

炸药冲击波激励工作气体产生可见光的辐射机理研究

研究炸药冲击波激励工作气体的辐射问题。通过理论分析 ,给出气体冲击波波阵面的数学模型。提出了高温环境下工作气体产生可见光的辐射机理 ,最后提出在冲击波作用下提高气体辐射强度的方法。     

永磁直线同步电机伺服系统自抗扰反步控制器

为了提高永磁直线同步电机伺服系统的鲁棒性,提出基于自抗扰思想的反步控制器。将永磁直线同步电机伺服系统中的未建模动态和外界扰动定义为总和扰动,并扩充为系统新的状态变量。设计了线性扩张状态观测器估计不可直接测量的直线电机动子速度以及总和扰动,证明并分析了设计的线性扩张状态观测器的收敛性和估计误差。利用线性扩张状态观测器的输出,基于动态补偿线性化思想设计了反步控制器。证明了考虑线性扩张状态观测器估计误差的闭环反馈控制系统的稳定性。在Googol公司的实验平台上,验证了设计的自抗扰反步控制器的可行性。     

基于非线性扩张状态观测器的直线电机PD控制

为了解决直线电机伺服系统跟踪速度与峰化现象之间的矛盾,设计一种基于非线性扩张状态观测器的比例微分(Proportion Differentiation,PD)控制器。将直线电机伺服系统中的未建模动态和外界干扰定义为总和扰动并扩充为系统新的状态变量,利用非线性扩张状态观测器(Non Linear Extended State Observer,NLESO)估计不可测量的直线电机动子速度以及总和扰动。利用NLESO和跟踪微分器TD的输出,基于动态补偿线性化思想设计了引入补偿量的PD控制器,并给出了闭环控制系统稳定性证明。在Googol公司的实验平台上,通过与两种基于LESO的PD控制器对比,验证了所设计的基于NLESO的PD控制器的可行性。实验结果表明,基于NLESO的PD控制器可使直线电机伺服系统具有跟踪速度快、跟踪精度高、峰化现象小、鲁棒性强的优点。