跟踪精度

摘要： 针对光电跟踪系统对于跟踪目标的高精度需求,在硬件设计选型、装调适配完成后,通常需要伺服控制系统设计合理的算法以改善跟踪精度。为持续提高伺服控制系统的综合能力,首先分析跟踪精度的误差模型,通过理论推导以及典型数值计算仿真的方式,验证伺服控制器控制增益对于跟踪精度改善的重要性。在对比多型控制算法基础上,提出基于径向基函数神经网络的自适应控制方法,发挥神经网络控制能够自行学习优化的特点,使伺服稳定平台控制系统具有更高的跟踪精度和更好的鲁棒性。数字仿真以及半实物实验验证结果表明,与传统PID、积分分离PID、单神经元PID控制方法相比,在存在载体扰动条件下,所提方法能够实现在3 Hz带宽内时滞最小约为28 ms,幅值误差在3 Hz处约为4%,可为光电跟踪系统设计实现高精度跟踪提供一种有效设计思路。

摘要： 雷达目标跟踪滤波算法是雷达信号处理的重要组成部分,在空防预警、战场监视、导弹制导等领域起着重要的作用。本文提出了基于一种新最速下降法的目标跟踪算法。首先建立一种基于改进多项式拟合模型的运动描述模型,接着用一种新最速下降法来求解运动模型的最优参数,通过实时的最优运动模型对运动目标航迹进行预测跟踪,并采用正则化思想去除噪声影响。将本文算法与目前常用的交互多模型跟踪滤波算法进行对比,仿真结果表明在目标机动和非机动的情况下,本文算法的精度更高、计算量更小、实时性更好。

摘要： 针对现有评估光伏跟踪器运行可靠性的方法只能反映单个光伏跟踪器在某一时刻的运行状态,提出对光伏跟踪器阵列内光伏组件正面接收的太阳辐照进行监测,实时计算光伏跟踪器阵列的平均跟踪角度偏差,从而获得所有光伏跟踪器的平均跟踪精度,以判断光伏跟踪器的运行可靠性。

摘要： 为了满足微纳卫星平台间的数传需求,实现伺服结构的小型化,设计了一套基于四象限探测器(QD)与MEMS振镜为伺服架构的微纳激光通信终端,完成光斑的检测跟踪。为了提高微纳通信终端跟踪精度,分析了光斑大小对四象限探测器检测精度的影响,使用Matlab进行仿真,并据此设计了一种当光斑直径小于四分之一探测器靶面直径时的捕获跟踪伺服系统算法,对系统组成及捕获跟踪算法进行了详细论述。搭建室内实验平台,进行了双向全光捕获跟踪实验,系统捕获时间2.2 s,跟踪误差84μrad。

摘要： 针对泵控系统滑模控制方面的研究,根据泵控系统的降阶数学模型中存在的未知项f(),再结合滑模控制算法设计基于RBF神经网络的滑模控制器。通过MATLAB/Simulink建立系统的仿真模型,然后进行位置指令仿真分析。研究结果表明:相比较PID控制器,基于RBF神经网络的滑模控制器获得了最小跟踪误差。在干扰条件下跟踪10 Hz频率与1 mm幅值的正弦位置信号,基于RBF神经网络的滑模控制器误差最小;施加干扰力后,控制器都出现了更大的跟踪误差,此时基于RBF神经网络构建的滑模控制器可以快速恢复跟踪误差。研究设计的基于RBF神经网络的泵控系统滑模控制器具有很好的跟踪精度和更强的鲁棒性,可以拓宽应用到其他机械传动领域。

摘要： 光电搜索跟踪系统是战场态势感知、信息获取、目标捕获、跟踪定位等武器装备的核心光电设备,其跟踪精度是表示光电搜索跟踪系统作战能力的关键参数。针对该参数的需求,提出了一种基于OLED发光的平行光管阵列式目标模拟器设计方案,其动态目标模拟角速度范围为1°/s~100°/s,角度定位精度为0.8″。对动态目标模拟器的角速度模拟进行了分析,得出角速度模拟的相对扩展不确定度可达0.6%~0.8%。

摘要： 为解决光电跟踪仪跟踪精度测量过程中光束大范围指向的模拟问题,设计了一种大口径、高精度二维快速控制反射镜(fast steering mirror,FSM)。采用微晶材料设计了长、短轴分别为230 mm和160 mm的椭圆形平面反射镜,面形精度优于λ/30。采用音圈电机驱动,通过柔性支撑铰链设计及DSP嵌入式控制系统,运动行程达到±30 mrad,运动控制精度达到5μrad,运动控制线性度优于±0.20%,角分辨率优于1μrad。通过软件控制,实现对入射光束圆形轨迹运动、直线轨迹运动、随机运动等形式的运动模拟。最后,对设计指标进行实际测试,可以满足跟踪精度光束动态模拟的测试需求。

摘要： 为提高永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)系统的控制性能,提出基于小波模糊神经网络(wavalet fuzzy neural network,WFNN)的智能自适应积分反推控制方法。设计了自适应积分反推控制提高系统在参数变化和外部扰动下的鲁棒性,保证位置跟踪精度。由于不确定性值难以估计,因此利用WFNN在线估计,减小不确定性的影响。再验证控制器的有效性,结果表明该方法能够有效克服不确定性对系统的影响,使PMSM系统具有较高的跟踪精度和较强的抗干扰能力。

摘要： 风云三号气象卫星12米天线的X频段采用多模单脉冲,L频段采用多喇叭单脉冲自动跟踪机制,须定期进行相位校正。针对天线校准相位,须对塔的局限性进行无塔校相方法研究及实现。文章通过采用12米天线快速无塔校相方法,有效提高了天线跟踪精度和卫星资料接收设备自动化标校水平。通过分析产生相位差的原因,归纳了影响相位值的各种因素;从跟踪原理出发,介绍了风云三号卫星12米天线无塔校相技术在卫星资料收集工作中的应用。

摘要： 为提高光电跟踪控制系统的跟踪速度和稳态精度,本文对光电跟踪伺服系统的控制方法进行了研究。首先,为了满足系统功能和性能指标要求,对伺服转台进行了结构设计。然后,设计自抗扰控制算法,得到了跟踪微分器、线性扩张状态观测器及状态误差反馈控制律。接着,在Matlab/Simulink中建立了基于自抗扰算法的跟踪伺服系统模型,位置环和速度环采取了二阶自抗扰控制策略,电流环采取了PI控制策略。仿真分析结果表明,定位跟踪时可实现无超调,并具有最快的响应速度,突加扰动时,动态降落最大值为3%,正弦跟踪误差小于0.02°。仿真结果验证了基于自抗扰控制算法的光电跟踪控制系统,在快速响应、稳态精度和抗扰性能等方面均具有较好的控制效果。

摘要： 现代卫星导航系统已普遍采用现代化新体制BOC调制信号,BOC调制可以实现频谱分离、提高定位性能和抗多径能力.高精度定位应用需求越来越大,对新体制信号下的高精度接收机设计提出了更高的要求.接收机前端滤波器的非理想特性,包括幅频响应非理想和相频响应非理想,会对具有较宽主瓣带宽的BOC信号测量产生一定的影响.载波相位测量值是PPP或RTK等技术实现高精度定位的主要观测量,本文深入研究了非理想前端滤波器对BOC调制信号下的载波相位测量精度的影响.BOC信号由于调制了方波副载波,其自相关函数会出现多峰现象,会导致跟踪模糊,造成测量误差.为了解决这一问题,学者提出了多种无模糊BOC跟踪方法.本文对非理想通道影响下BOC信号载波相位跟踪精度进行了建模和详细分析,并对四种不同的无模糊跟踪方法下的精度模型进行了对比分析.同时对不同BOC调制的信号的性能也进行了详细分析.仿真结果表明,不同的滤波器非理想参数和不同的BOC跟踪方法都会对载波相位测量精度产生比较大的影响,这些影响在高精度定位中不可忽略.

摘要： 以绳系卫星系统的子星姿态控制问题为背景,分析了绳系卫星系统姿态控制模式及控制实现的难度与可行性;针对摆臂式控制手段推导了子星姿态动力学方程,通过反馈正比于子星转动角速度的阻尼项,实现了子星姿态的稳定控制,并对系绳长度、控制参数的选择对姿态控制系统的影响进行了分析.同时针对对地观测中关心的姿态跟踪问题,提出了在跟踪输入已知的条件下,通过对输入增加超前时移环节来提高跟踪精度的方法.仿真结果表明,相比于传统的姿态控制方法,本文提出的方法具有结构简单和节省燃料等优点.

摘要： 纯角度跟踪在过去的几十年中得到了广泛的关注和研究,本文从一个新的视角建立了修正球坐标系下的容积卡尔曼滤波(CKF)算法.这种方法通过解耦状态向量中的可观分量和不可观分量,可以避免协方差矩阵的病态特性.本文针对一个典型的三维纯角度跟踪场景,仿真对比了CKF分别在常用笛卡尔坐标系下和修正球坐标系下的估计均方根误差.大量仿真结果表明,与笛卡尔坐标下建立的CKF算法相比,修正球坐标系下的CKF算法跟踪精度更高,且滤波稳定性显著提升.

摘要： 针对高阶柔性直线系统的跟踪控制,设计了将自适应GBF-CMAC神经网络与鲁棒控制相结合的控制系统.首先,将跟踪控制问题转化为标准的鲁棒控制问题,再将之转化为一类凸优化问题.然后,利用符号距离和参数自适应律设计了自适应GBF-CMAC神经网络,并且将设计的鲁棒控制器与自适应GBF-CMAC神经网络相结合,构成自适应神经网络鲁棒控制器.实验结果表明所设计的控制器不仅具有较快的响应速度,较短的收敛时间和较好的跟踪精度,而且对于输入端扰动表现出较强的抗干扰能力.

摘要： 针对雷达信号处理存在的混频及黑色噪声干扰脉冲等技术问题,设计出了自动亮度优化电路,根据雷达入射多层隐身材料后的电磁参数变化规律,建立了无源雷达信号的模糊函数表达式,解决了寄生振荡相位畸变等噪声干扰问题,修复了周跳等误差,提高了对动目标定位及跟踪精度.仿真实验证实:提高了被测目标高清晰度及分辨率,能适应对导弹及时拦截要求.

摘要： 随着智能制造及工业4.0的不断发展,传统制造业面临所的挑战,数控机床、工业机器人等对高精度位置控制提出了更高的要求.本文结合伺服位置控制存在重复运动的特性,采用迭代学习控制方法作为位置控制策略,设计了一种位置控制器.迭代学习控制算法理论上能够实现对期望轨迹的完美跟踪,该壁于迭代学习的永磁同步电机位置控制系统与传统控制方法相比,能够提高系统动态性能,大幅提高系统跟踪精度,对电机参数不敏感,鲁棒性强.最后在Matlab中对系统进行了性能对比仿真,仿真结果验证了系统良好的跟踪控制性能.

摘要： 针对永磁直线同步电动机的非线性、耦合性、易受负载扰动等特点,提出了一种基于线性矩阵不等式的输出状态反馈的滑模变结构控制方法.利用线性矩阵不等式优化了滑模面和反馈增益,传统滑模控制的具有抑制干扰、对参数变化不敏感等优点.而在传统滑模控制基础上引入线性矩阵不等式的优化方法,可以有效地减小抖振和提高系统跟踪精度.最后利用仿真的方法验证出这种控制方法的可行性和有效性,较传统的滑模控制相比较,具有较好的跟踪精度和较强的鲁棒性,并且有效地消除了抖振.

摘要： 约翰迪尔AutoTrac自动导航系统是较为先进的农业机械自动导航系统,目前只适用于约翰迪尔某些固定型号的拖拉机,严重制约了该导航系统的进一步推广应用与深入研究.基于构建约翰迪尔XUV825i全地形车的AutoTrac导航试验平台,解决AutoTrac自动导航系统不直接适用于其他车型问题.首先对全地形车进行机械改装使AutoTrac能在全地形车上正常运行,并进行AutoTrac AB直线导航模式试验,分析试验数据并最终对改装后全地形车导航跟踪精度给出评价.试验结果表明,在平坦路面上,AB直线导航路径的最大横向偏差为6.61cm,平均误差为4.79cm,均方根误差为6.49cm.说明改装后的825i全地形车不影响AutoTrac自动导航系统的导航精度,具备实时、稳定跟踪直线路径行驶能力.该试验平台的成功搭建对约翰迪尔AutoTrac自动导航系统的进一步推广以及农机导航的进一步深入研究具有积极意义.

摘要： 手控器,作为一种用于人手部运动的跟踪设备,一直应用于对精度要求较高的领域,例如空间遥操作装置,水下作业,排爆,外科手术等.当在恶劣环境中被用于控制一台遥操作机器人进行复杂作业时,手控器的精度将会影响对远端机器人运动控制的效果,手控器精度的超差甚至会导致控制失灵.因此提高设备的精度显得尤为重要.本文提出一种针对具有新结构的手控器位置跟踪精度的标定方法.这种手控器的误差主要来自于一些重要部件的加工和装配误差.因此标定的主要目标就是找出这些重要零件的实际尺寸,以调整位置计算公式参数,提高计算结果的精度.

摘要： 多机ESM系统通过被动探测目标辐射获取角度信息,以实现对目标的定位.本文针对无源纯角度跟踪中目标机动的问题,基于交互式多模型(IMM),提出一种基于最小二乘法和无迹卡尔曼滤波(UKF)的多站纯角度机动目标跟踪方法.该算法使用最小二乘法对目标位置进行估计,将其作为UKF滤波算法的观测信息,结合IMM,最终实现了对机动目标的被动跟踪.通过计算机仿真验证了本文方法的有效性,且比转换测量卡尔曼(CMKF)滤波器有着更好的收敛速度和跟踪精度.

摘要： 本发明公开了一种高精度红外图像跟踪器及一种目标快速跟踪方法，该跟踪器基于可编程逻辑阵列和数字处理芯片为框架，包括实时图像采集处理模块、实时图像存储模块、控制模块FPGA、输出图像存储模块、通信模块、数字处理模块DSP和动态存储模块SDRAM。通过控制模块FPGA采集经A/D转换的目标实时图像，并将该图像通过乒乓技术存于实时图像存储模块中，再由数字处理模块DSP处理后将图像和跟踪位置的信息通过通信模块传输给系统。本发明跟踪方法包括目标二值标记、快速搜索策略、二值图掩模的自适应模板更新及模板修正等技术，能够提高模板匹配算法的正确率，有效避开虚假目标，减少虚假目标对模板的干扰，具有目标识别与跟踪可靠和对硬件要求低等优点。

摘要： 本发明公开了一种提高光电跟踪系统跟踪精度的方法，其技术方案要点是包括以下步骤：S01、确定电视跟踪器当量K；S02、确定电视跟踪器滞后时间τ；S03、将电视跟踪器获取的脱靶量像素值Δθn转换为脱靶量角度值dθn，n＝1，2，…，其中n为正整数；S04、确定光电跟踪系统角度值θo，n平移个数N；其中T1为仪器数据采样间隔；S05、确定目标位置数据θi，n‑N，θi，n‑N＝dθn+θo，n‑N；S06、根据目标位置数据控制光电跟踪系统对目标进行跟踪；确定电视跟踪器的当量K和电视跟踪器滞后时间τ，根据两个数据对脱靶量数据Δθn进行处理，得到的目标位置信息的精度大大提高，将目标位置信息作为光电跟踪系统的前馈，大大提高了光电跟踪系统的跟踪精度和稳定性。

摘要： 本发明提供了一种基于跟踪精度与风险控制的自适应主动传感器跟踪方法，首先通过量测数据采样获得跟踪目标的参数以及状态信息，利用动态模糊贝叶斯网络（DFBN）的方法对目标的威胁度进行评估，并结合主动传感器信号被跟踪目标截获的概率对威胁风险进行预测；其次，利用目标预测协方差以及量测噪声协方差对主动传感器的跟踪精度进行评估；最后，通过融合跟踪精度以及风险控制构建效能函数对主动传感器资源进行合理地分配；本发明对威胁风险的评估方法进行改进，更加准确、合理地对目标威胁风险进行了预测；其次将跟踪精度与风险控制融合构建了自适应主动传感器跟踪方法，更加适用于复杂多变的现实环境，提高了对目标的跟踪能力。

摘要： 本发明公开了一种光电跟踪仪跟踪精度测试装置与方法，属于测试技术领域，本发明测试装置，包括光电跟踪仪、平行光管、空间光调制器、合束镜、光束整形系统、黑体辐射源、白光光源和工控机。本发明方法基于数字光处理技术的模拟目标生成方案可达到比传统方式更高的空间分辨率、更宽的速度和加速度测试范围；该测试装置可以实现折叠式设计，减小体积，利于测试系统的小型化；该测试装置可进行多个复杂的目标在多场景中的模拟；控制方式简单，且同步采集与控制技术的运用可以高精度测量跟踪精度。

摘要： 本发明公开了一种光电跟踪设备跟踪精度测试装置及方法，属于光电跟踪设备测试技术领域。包括数字微镜、照明光学系统、投影光学系统和主控单元；照明光学系统用于将光束照射到数字微镜表面，数字微镜用于生成模拟目标、将入射光束以固定的角度反射；投影光学系统用于将经数字微镜调制的光束投影至被测光电跟踪设备；主控单元用于控制数字微镜工作、获取被测光电跟踪设备的跟踪信息和数字微镜生成的靶标的变化角度并比较以得出跟踪精度测试结果；能够提升光电跟踪设备跟踪精度测试的准确性，降低测试成本，减少局限性；解决现有技术中光电跟踪设备跟踪精度测试系统成本高、结构复杂、具有场地局限性的问题。

摘要： 本发明属于自动化控制领域，尤其涉及一种高精度自由空间式太阳跟踪仪及其跟踪方法。包括数据处理系统、太阳跟踪系统和光处理系统，数据处理系统包括上位机程序和上位机图像处理程序，上位机程序带有时间与空间位置测算功能；太阳跟踪系统包括电机控制器、电机和跟踪部，电机控制器从上位机程序获取指令控制电机带动跟踪部进行太阳跟踪；光处理系统包括出光反射镜、窗片、成像筒和高像素CCD探测器，光处理系统用于对太阳跟踪系统采集到的光线进行光斑收集并传递给上位机图像处理程序。本发明跟踪精度高，可以作为中红外激光外差技术的配套装置为激光外差系统提供探测信号光源。

摘要： 本发明属于切换系统技术领域，公开了一种预设跟踪精度自适应神经网络跟踪控制方法及系统。为了逼近未知非线性函数和未知周期时变参数，分别引入径向基神经网络和傅立叶级数展开，并首次处理了逼近误差上界。引入两个双边光滑的切换函数，构造一个满足所有子系统的公共李亚普诺夫函数。利用反步法和公共李亚普诺夫函数理论，构造一种新的自适应神经网络控制方案。本发明实现了跟踪误差收敛到预先设定的零点的邻域内，保证了跟踪误差的预设性能及闭环系统的所有信号半全局一致最终有界。本发明结合实际问题，建立模型并求解模型获取结果，对于数学与工科问题的交叉研究提供了新思路和解决办法。

摘要： 本发明公开了一种提高光电跟踪系统跟踪精度的方法，其技术方案要点是包括以下步骤：S01、确定电视跟踪器当量K；S02、确定电视跟踪器滞后时间τ；S03、将电视跟踪器获取的脱靶量像素值Δθn转换为脱靶量角度值dθn，n＝1，2，…，其中n为正整数；S04、确定光电跟踪系统角度值θo，n平移个数N；其中T1为仪器数据采样间隔；S05、确定目标位置数据θi，n‑N，θi，n‑N＝dθn+θo，n‑N；S06、根据目标位置数据控制光电跟踪系统对目标进行跟踪；确定电视跟踪器的当量K和电视跟踪器滞后时间τ，根据两个数据对脱靶量数据Δθn进行处理，得到的目标位置信息的精度大大提高，将目标位置信息作为光电跟踪系统的前馈，大大提高了光电跟踪系统的跟踪精度和稳定性。

摘要： 本发明提供了一种基于跟踪精度与风险控制的自适应主动传感器跟踪方法，首先通过量测数据采样获得跟踪目标的参数以及状态信息，利用动态模糊贝叶斯网络（DFBN）的方法对目标的威胁度进行评估，并结合主动传感器信号被跟踪目标截获的概率对威胁风险进行预测；其次，利用目标预测协方差以及量测噪声协方差对主动传感器的跟踪精度进行评估；最后，通过融合跟踪精度以及风险控制构建效能函数对主动传感器资源进行合理地分配；本发明对威胁风险的评估方法进行改进，更加准确、合理地对目标威胁风险进行了预测；其次将跟踪精度与风险控制融合构建了自适应主动传感器跟踪方法，更加适用于复杂多变的现实环境，提高了对目标的跟踪能力。

摘要： 本实用新型涉及一种双轴光伏跟踪系统跟踪精度现场检测设备，它属于检测设备领域。本实用新型包括透光器、底座、光敏电阻阵列接收器、倾角测量器和分析系统，透光器包括相互连接的透光面和透光器筒壁，透光面中心为透光孔，透光器筒壁与底座连接，光敏电阻阵列接收器包括光敏电阻和接收器，光敏电阻紧密排布在接收器的中心十字交叉线上，分析系统包括数据采集器、通讯模块和计算机终端，数据采集器、通讯模块和倾角测量器均集成于底座内。本实用新型整体结构设计合理，安全可靠，能够使跟踪系统的跟踪运行情况数据化、可视化，实现跟踪系统偏差的便捷检测分析。