1 广东电网有限责任公司电力科学研究院, 广东 广州 510080
2 河南省日立信股份有限公司, 河南 郑州 450001
3 河南省日立信股份有限公司, 河南 郑州 450001郑州大学物理学院, 河南 郑州 450001
1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-7氟-3-(3氟甲基)-2-丁酮（C5-PFK）气体因其优良的电气绝缘性能和良好的环保特性受到国内外广泛关注。 制备高精度的C5-PFK混气并实现对其混合比的精准检测, 有利于对C5-PFK混气的科学论证, 最大限度的减少电力隐患。 采用FTIR实验, 结合B3LYP方法进行光谱理论计算, 对C5-PFK气体的红外光谱吸收特性进行了研究; 针对测试环境中可能存在的CO2及微水气体, 在相同的温压及光程条件下进行了谱线交叉干扰分析; 基于非分散性红外线(NDIR)技术对C5-PFK混气混合比传感器进行了仿真测试, 开展了传感器硬件系统的整体设计。 根据传感器的输出特性, 建立了BP神经网络温度补偿模型, 并对传感器的重复性及示值误差进行了测试。 结果表明: C5-PFK气体的强吸收峰位置分别为1 200、 1 262及1 796 cm-1, 分子理论计算与气体实测的红外光谱吻合较好; 合成空气背景下1 262 cm-1位置CO2气体的吸光度为6.04×10-7, 150 nm滤波带宽内微水峰面积影响因子约为3.15×10-3, 谱线交叉干扰可忽略不计, 采用NDIR技术选择1 262 cm-1位置实现混合比检测切实可行; 以量程追踪光程, 传感器仿真测试结果显示6.5 mm光程可实现0~15%的C5-PFK混气混合比的检测。 传感器输出特性显示: 吸收变量SA/SB值随温度的升高而减小, 呈现非线性关系; 10%的C5-PFK/Air混气在BP神经网络算法温度补偿前后最大示值误差分别为29.23%及1.29%, 补偿后输出吸收变量SA/SB值基本保持不变; 传感器重复性测试显示RSD为0.27%, 小于3%; 不同浓度对应的传感器示值的线性拟合系数R2为0.999, 最大示值误差为2.47%。 综上, 验证了该检测方法及其传感器在C5-PFK气体混合比检测范围、 抗干扰能力及可靠性等方面优势, 为C5-PFK混气电气设备混合比检测提供一种可行的解决方案。
1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-7氟-3-(3氟甲基)-2-丁酮 红外光谱特性 非分散红外技术 双波长红外差分 仿真测试 传感器输出特性 温度补偿 1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-heptafluoro-3-(trifluoromethyl Infrared spectral characteristics NDIR technology Dual wavelength infrared difference Simulation test Sensor output characteristic Temperature compensation 光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3794
1 广东电网有限责任公司电力科学研究院, 广东 广州 510080
3 河南省日立信股份有限公司, 河南 郑州 450001
六氟化硫气体在电力领域的广泛应用带来日益严峻的环保压力, 寻求可替代的新型环保绝缘气体已成为化学及电气学科领域研究的热点。 反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯[HFO-1336mzz(E)]气体因其优良的环保特性及高介电强度受到国内外的广泛关注。 开展光谱吸收特性及检测技术的研究对深化电气性能的研究意义重大。 采用自组装压强、 温度可调控多次反射长光程池, 组合傅里叶变换红外分光光度计(FTIR)及真空泵等搭建实验测试系统, 通过FTIR实验及仿真模拟首先研究了HFO-1336mzz(E)气体在常温常压、 1 100~1 350 cm-1波段的红外吸收特性; 并对测试背景中可能存在的CO2和H2O进行谱线交叉干扰分析; 重点研究了压强、 温度对HFO-1336mzz(E)气体在1 100~1 350 cm-1波段红外光谱吸收特性的影响; 同时基于非分散红外(NDIR)技术对HFO-1336mzz(E)气体低浓度泄漏及高浓度混合比传感器进行了仿真测试。 结果表明: HFO-1336mzz(E)的三个强吸收峰的中心波数分别为1 152, 1 267及1 333 cm-1, 模拟仿真红外光谱与气体实测结果吻合较好; 1 333 cm-1处干燥空气背景中CO2吸收强度数量级低至10-6, 在150 nm滤波带宽内水分子峰面积积分影响因子约为1.44×10-3, 谱线交叉干扰均可忽略不计, 而痕量泄漏检测时需要湿度补偿; 选择HFO-1336mzz(E)气体在1 333及1 267 cm-1位置分别作为NDIR技术实现低浓度泄漏及高浓度混合比检测的吸收谱线切实可行; 光谱吸收系数及谱线展宽随着压强升高而增大, 1 333及1 267 cm-1位置吸收系数随压强的变化率分别为0.273和0.118 cm-1·kPa-1; 随温度的升高峰值吸收系数减小, 谱线展宽变窄, 但不同位置吸收系数变化差异较大, 1 333及1 267 cm-1位置吸收系数随温度的变化率分别为-0.105 6和-0.035 cm-1·K-1。 传感器仿真测试结果显示1 333 cm-1处5 cm光程可实现0~1 800 μL·L-1低浓度痕量泄漏测试, 1 267 cm-1位置2 mm光程可实现0~10%高浓度混合比测试。 该研究为基于红外光谱吸收原理的光学气体传感器的研制提供实验与理论依据。
反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯 红外吸收特性 温度特性 压强特性 非分散红外技术 仿真测试 Trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene Infrared absorption characteristics Temperature characteristic Pressure characteristic NDIR technology Simulation test 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3099
1 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471023
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
3 陆军装备部航空军事代表局驻洛阳地区航空军事代表室，河南 洛阳 471000
4 中航工业沈阳飞机设计研究所，沈阳 110035
5 中国人民解放军94795部队，江苏 南通 226000
针对载机面对敌方来袭导弹自主规避问题，采取一种基于改进的DDPG算法的深度强化学习方法进行训练学习，在奖励函数中，除考虑规避性能外，还分别针对本机的高度保持、速度保持,以及来袭导弹的相对高度变化、接近速度变化建立奖励模型。最后，基于飞机模型进行了训练仿真测试分析，通过仿真可以看出，训练所得结果可以有效实现针对来袭导弹的规避决策，所设计的奖励函数和输入参数也可以起到相应正确的作用，并且结果具备一定的泛化能力。
导弹 自主规避决策 改进的DDPG算法 训练仿真测试 missile autonomous evasion decision-making improved DDPG algorithm training simulation test
1 西安航空学院能源与建筑学院, 西安 710077
2 西安应用光学研究所, 西安 710065
针对机载IRST系统具有大视场、高空间分辨率、高扫描速度的3项技术指标特点, 设计了一种单元化结构的新型IRST仿真测试平台, 解决了传统仿真系统无法同时满足该3项技术指标要求的难题。仿真测试平台由仿真中心、激励器、仿真器和显控终端共4个单元构成, 具有5种工作方式。激励器采用基于时间序列的面阵场景发生方法, 将大视场、高分辨率的仿真场景分割成序列化小视场、标准分辨率的面阵场景; 采用光纤网络将面阵场景的视频信号和时序信息同时发送到仿真器, 仿真器根据工作方式采用不同的处理方法对视频信号进行处理。测试结果表明, 仿真测试平台能够仿真真实机载IRST系统的综合性能、工作方式和接口方式, 现已经应用于航电任务软件的联试和航电系统的性能测试。
红外搜索跟踪 仿真测试平台 激励器 仿真器 信息交联 测试验证 IRST simulation testing platform actuator emulator communication cross linking test validation
无人机地面滑跑模型的建立是起飞、着陆阶段地面滑跑控制律设计及实时系统仿真开发的基础。建立某轮式无人机的起落架模型和轮胎模型，将无人机质量分为弹性支撑质量和非弹性支撑质量两部分，在无人机滑跑时，对两部分进行动力学分析，建立无人机的地面滑跑模型，并对无人机地面滑跑模型进行加速和减速滑跑的仿真测试，最终的仿真结果表明模型正确。
无人机 地面滑跑模型 动力学分析 仿真测试 UAV taxiing model dynamics analysis simulation testing
大型海上目标主要是指排水量在8×106 kg以上的军用水面舰船，其中又以 航空母舰为典型代表。介绍了航空母舰的红外辐射特征。基于搭载在同步卫星上的红外探测 器和安装在大型货轮上的标准集装箱结构，提出了实现大型海上目标红外辐射特征仿真测试系统 设计和应用的构想。
大型海上目标 航空母舰 红外探测 红外辐射特征 仿真测试系统 large surface target aircraft carrier infrared detection infrared radiation characteristic simulation test system
1 哈尔滨工业大学 电气工程系, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学 控制与仿真中心, 黑龙江 哈尔滨 150080
针对飞行器仿真测试中合作目标投影光斑的跟踪识别问题, 提出了一种投影光斑跟踪识别新方法, 该方法主要由预测、识别及修正3个阶段组成。预测阶段主要结合投影光斑运动特点对传统卡尔曼滤波进行改进, 提高投影光斑的位置预测精度。识别阶段则根据投影光斑位置的预测值, 分两种情况对光斑进行处理: 如果下一时刻投影光斑在视场内, 则根据相应的判别准则和匹配策略在下一时刻图像中快速搜索投影光斑的最优匹配光斑; 如果下一时刻投影光斑在视场外, 则根据测量系统相关信息, 对视场外投影光斑在图像平面上的位置进行求解, 并将求解结果加入相应的运动轨迹, 实现对视场外投影光斑的跟踪识别。在完成投影光斑的跟踪识别后, 根据跟踪识别结果对投影光斑相关参数进行修正。仿真实验和实际实验结果表明, 本文方法能够有效跟踪识别飞行器仿真测试中合作目标的投影光斑, 其最大跟踪识别误差不超过2.5 pixel, 即使跟踪识别过程中存在投影光斑进出视场的情况也不受影响。
飞行器 仿真测试 视觉测量 运动参数 合作目标 投影光斑 跟踪识别 vehicle simulation test vision measurement motion parameter cooperation target projective spot tracking and recognition
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 长春工业大学 电气与电子工程学院，吉林 长春 130033
由于最小节拍组合控制系统对位置阶跃信号响应快、超调小、稳态误差小，有利于光电跟踪系统快速捕获目标，本文针对特定的光电跟踪架设计了最小节拍组合控制系统，并对其进行了仿真测试和实验测试。实验显示，仿真结果和实验结果基本吻合，不仅表明最小节拍组合控制系统在所能跟踪的信号范围内线性度好，还验证了校正环节和前置滤波器所起的作用。提出的方法降低了超调量，减少了调节时间，抑制了系统的抖动，体现了最小节拍组合控制系统的特点。这种最小节拍组合控制系统在数引方式下能快速捕获和锁定目标，具有重要工程应用价值。
光电跟踪系统 最小节拍组合控制 仿真测试 实验测试 阶跃响应 opto-electronics tracking system minimal prototype control simulation test experiment test step responsing 光学 精密工程
2013, 21(10): 2594
针对船用星敏感器的仿真测试, 提出一种高精度实时星图模拟方法。建立了星图模拟计算模型, 并对非恒星要素的模拟方法进行分析。采用 Visual C++ 编程实现相关算法。给出典型星图模拟实例, 并与 Starry Night软件产生的星图进行比对。结果表明, 本文提出的方法能够对船用星敏感器各种运行场景下的星图进行模拟, 模拟要素完整、正确, 模拟精度与 Starry Night接近至亚像素级别, 每帧模拟星图生成时间约 24.8 ms。能够满足船用星敏感器高精度实时仿真测试要求。
星敏感器 仿真测试 星图模拟 站心位置计算 star tracker emulational test star image simulation topocentric place reduction
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
在经纬仪研制中, 对跟踪控制系统的测试具有十分重要的意义。构建了经纬仪跟踪控制仿真测试系统的总体功能结构, 通过 Real-time Workshop (RTW)完成了跟踪控制算法的快速实现, 通过视景仿真完成了符合经纬仪成像特性和效果, 满足各种仿真测试需求的虚拟目标运动场景实时渲染。实际应用表明, 仿真测试系统达到了对经纬仪跟踪控制系统进行测试的目的, 解决了传统室内测试方法局限性大的问题, 不仅方便快速, 而且具有针对性和可重复性, 十分有利于实际经纬仪跟踪控制系统的分析与设计。
光电经纬仪 仿真测试 视景仿真 photoelectric theodolite simulation test RTW RTW visual simulation
