1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春30033
2 中国科学院大学,北京100049
3 吉林省智能波前传感与控制重点实验室,吉林长春100
4 中国人民解放军63768部队,陕西西安710200
大视场光学望远镜是中高轨目标搜索的重要设备,在搜索图像中除中高轨目标外还存在恒星目标,对恒星目标进行辨识与抑制是中高轨目标检测的必要环节之一。考虑银道面附近天区、曝光时间差异以及多云遮挡等因素的影响,图像中的星场密度变化区间非常大,传统的恒星辨识方法在计算准确性与实时性方面均存在局限性,导致恒星虚警、计算超时等情况的发生。为解决该问题,提出了一种基于惯性坐标时域相对不变性的恒星辨识与抑制方法。推导了地平坐标系与惯性坐标系的数学转换关系,并由此构建了恒星辨识模型;在不同的静态系统误差条件下,量化分析了恒星目标的惯性坐标时域相对不变性;最后,开展了恒星辨识与抑制算法的仿真与实验验证。仿真与实验结果表明:在时间间隔为10 s、静态系统误差为10″的条件下,恒星的惯性坐标最大相对差异为0.51″(赤经),0.16″(赤纬),其时域相对不变性满足恒星辨识需求,辨识过程完全不依赖星场密度。经100圈次中高轨目标实测图像验证,本文方法未出现恒星虚警及中高轨目标检测缺失的现象。
目标检测 恒星辨识与抑制 中高轨目标搜索 惯性坐标系 target detection identification and suppression of stars search of GEO and MEO inertial coordinate system
太原科技大学 应用科学学院, 山西 太原 030024
全无机卤化铅铯钙钛矿纳米晶CsPbX3(X=Cl,Br,I)因具有独特的光电特性,近年来在固体照明及显示、太阳能电池、阻变存储器等领域成为研究的热门之选。Mn2+是一种比Pb2+半径小的过渡金属离子,利用Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶能够实现波长位于600 nm左右可见光区域的橘黄色发射,且能够部分替代钙钛矿纳米晶中的Pb2+,降低钙钛矿纳米晶的毒性。然而,Mn2+掺杂的卤化物钙钛矿纳米晶仍易受环境中水分子等的侵蚀而导致其荧光特性严重退化。本文采用一种利用四甲氧基硅烷(Tetramethoxysilane,TMOS)和聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)对Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶进行双壳层的包覆方法,并分析了双壳层包覆法对钙钛矿纳米晶稳定性提升的机理。此外,还对比了双壳层包覆的Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶在甲苯和二氯甲烷(Dichloromethane,DCM)溶剂下的发光特性,它们呈现的橘黄色荧光发射强度并未明显下降,且荧光量子产率(Photoluminescence quantum yield,PLQY)能够保持在25%左右。并以此为基础制备了相应的荧光纳米晶粉末,将其运用于潜指纹辨识上,可长期有效地检测潜指纹信息。
Mn2+掺杂 卤化物钙钛矿纳米晶 双壳层包覆 荧光粉末 潜指纹辨识 Mn2+-doped halide perovskite nanocrystals double-layer coating luminescence powder latent fingerprints identification
吴红梅 1,2,3,4王琛 5冯念 1,2,3,4文利 1,2,3,4唐涛 1,2,3,4,*
1 中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室,四川 成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室,四川 成都 610209
3 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
4 中国科学院大学,北京 100049
5 航天系统部装备部军事代表局驻成都地区军事代表室,四川 成都 610000
![]()
![]()
倾斜校正系统 频率分割 特征频率辨识 自适应扰动抑制 tip-tilt correction system frequency splitting characteristic frequency identification adaptive disturbance suppression
山东科技大学 电气与自动化工程学院,山东青岛266590
快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)是高精密光学系统中的关键仪器,基于音圈电机(Voice Coil Actuator,VCA)驱动的柔性支撑FSM存在复杂耦合特性,导致系统模型复杂并严重影响系统的控制性能,对于该问题,本文提出了一种基于系统辨识与模型降阶的双轴积分增广滑模控制方法。首先,采用基于脉冲响应的Hankel矩阵系统辨识方法建立VCA-FSM的精确耦合模型;随后,基于平衡实现与平衡截断,在保证模型精度的前提下对所建立的高阶模型进行降阶;其次,基于降阶模型,采用现代控制理论方法设计积分增广滑模控制器,通过设计状态观测器构造滑模切换函数与控制律,并在控制设计中改进符号函数以消除滑模抖振;最后,基于VCA-FSM伺服控制系统实验平台,开展频域与时域性能测试实验。实验结果表明:本文所提控制方法相较于单轴滑模、PID控制方法,系统的闭环跟踪带宽分别提高了约50.3%,251.3%,扰动抑制带宽分别提高了约39.9%,451.9%,阶跃响应调节时间分别缩短了约29.7%,97.7%,螺旋线跟踪精度分别提高了约48.5%,97.8%,且实现了对存在强耦合特性VCA-FSM的解耦控制。本文所提控制方法充分提高了VCA-FSM的控制性能。
快速反射镜 音圈电机 系统辨识 模型降阶 滑模控制 Fast Steering Mirror(FSM) Voice Coil Actuator(VCA) system identification model reduction sliding mode control 光学 精密工程
2023, 31(24): 3580
光学 精密工程
2023, 31(21): 3125
1 安徽建筑大学机械与电气工程学院,安徽 合肥 230601
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009
针对工业机器人绝对定位精度不高的现状,提出一种基于双目视觉辨识运动学参数的方法。首先,基于modified Denavit-Hartenberg参数建立机器人运动学模型;其次,规划机器人末端以多空间球形运动,采用双目视觉系统测量不同末端位置相对球心的实际距离,与理论距离对比构造相对距离误差函数;然后,使用粒子群算法迭代求解运动学参数误差,并利用正余弦策略和信赖域优化对粒子群算法进行优化,降低粒子群陷入局部寻优的可能性;最后,对运动学参数进行补偿并对比验证。实验结果表明:距离平均误差由1.1601 mm减少到0.2260 mm,精度提高了80.52%;标准差由0.6582 mm减少到0.1412 mm,精度提高了78.55%,验证了所提方法的高效性和实用性。
机器视觉 运动学参数辨识 双目视觉 粒子群 距离误差 绝对定位精度 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1415002
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
机载光电吊舱的误差来源有很多种, 其中一种就是摩擦力矩, 当光轴处于低速或来回转动时, 其摩擦力矩会在静摩擦和滑动摩擦之间来回变化, 难以预测。使用辨识方法建立摩擦模型, 并加以补偿, 是提高两轴两框架光轴精度的一种方法。介绍了摩擦力矩的建模过程, 使用两只吊舱对比了四种模型的拟合效果。拟合结果表明, 库伦+粘滞模型中缺少对于静摩擦力的描述; 静摩擦+库伦+粘滞模型中静摩擦到动摩擦是跳变, 很难进行摩擦力的估计和补偿; LuGre模型不仅有静摩擦的相关描述, 其曲线缓慢变化更贴近低速时接触面处于静摩擦和动摩擦来回变动的特性, 具有较好的拟合特性。通过实验验证了LuGre模型的准确性和优越性。
光电吊舱 摩擦力矩 LuGre模型 库伦+粘滞+静摩擦模型 参数辨识 electro-optical pod friction torque LuGre Model Coulomb and viscous and static friction model parameter identification
1 青海大学机械工程学院,西宁810016
2 阳光能源(青海)有限公司,西宁810007
直拉法在制备硅单晶的过程中存在机理假设多、多场耦合下边界条件不明确和化学变化交错且相互影响等问题,导致无法建立准确的机理模型用于硅单晶生长过程控制。针对此问题,本文以单晶炉拉晶车间的大量晶体生长数据为基础,基于互信息理论提出的最大信息系数(MIC)算法,对与晶体直径相关的特征参数进行分析,然后基于带外源输入的非线性自回归(NARX)动态神经网络,建立多输入单输出的等径阶段晶体直径预测模型,并对三台单晶炉拉晶数据进行直径预测,预测的平均均方误差值为0.000 774。最后将NARX动态神经网络同反向传播(BP)神经网络进行对比分析,验证了该模型的优越性。结果表明,NARX动态神经网络为晶体直径的控制提供了一种更准确的辨识模型。
硅单晶 直径辨识 非线性自回归 BP神经网络 直拉法 数据驱动 silicon single crystal diameter identification nonlinear autoregression BP neural network Czochralski method datadriven
1 航天工程大学,a.研究生院
2 航天工程大学,b.电子与光学工程系, 北京 101000
随着多功能相控阵雷达不断发展, 其展现的多功能状态和自适应能力强的特性使得传统行为辨识方法无法适应现代战争需求。对此, 提出一种基于改进 D-S证据理论的雷达行为状态识别方法,该方法将空间运动状态和天线扫描方式作为辅助特征, 通过改进D-S证据理论将双链HMM估计结果进行融合, 得到最终识别结果。仿真实验结果表明, 所提方法能有效解决传统 D-S 证据理论不能处理的证据冲突问题, 且在雷达字提取准确率下降的情况下表现出更强的鲁棒性。
改进D-S证据理论 多功能相控阵雷达 行为辨识 modified D-S evidence theory Multifunctional Phased Array Radar (MPAR) behavior identification HMM HMM