基于IMU标定补偿的列车组合定位优化方法

GNSS/INS组合方式是下一代列控系统定位技术的发展趋势,但由于惯导系统累计误差较大,使得列车处于卫星信号失锁环境下定位性能降低。为解决这个问题,针对微机械惯性测量单元IMU确定性误差的3个主要误差项:非正交误差、零偏误差、刻度因数,建立加速度计和陀螺仪的误差模型,在此基础上详细推导标定原理并提出标定方案。将误差补偿结果应用于京沈高速铁路试验现场并由试验结果分析可知:该方法能有效提高IMU的测量精度,相较于补偿前测量误差降低80%以上;补偿之后的惯导系统在40s时间内的导航速度误差小于1m/s,位置误差在10m之内,满足定位需求,具有实际意义的工程应用价值。     

海洋平台锚泊定位系统特殊工况的发生条件及应对方法

特殊工况是锚泊定位系统由于锚索断裂或恶劣海况影响，导致定位精度漂移或位置失控的一种状态。这种状态是正常可控方式和非正常失控状态的时域渐变。文章对这种工况的演变过程断面提出了扩大偏差的弱稳定控制模式，延缓离散的不稳定控制模式，应急释放的设备保全控制模式。通过调整控制策略阻断恶化过程，或者延展这种不断恶化的时间过程，为人员和关键设备的安全保护争取更有效的时间。     

黄土地区抗滑桩嵌固段桩前被动土拱形成演化过程试验

抗滑桩是大型交通基础设施中稳定边坡和治理滑坡的主要手段之一，嵌固段桩前被动土拱效应是影响抗滑桩水平承载力的重要因素，被动土拱的形成演化过程是抗滑桩水平抗力调整的关键。通过几何缩尺比例为1∶15的抗滑桩物理模型试验，对桩前被动土拱的形成演化过程进行了探究。根据抗滑桩桩前被动土拱和模型试验系统的对称性，自主设计土压力传感器的布设方案，以保证在试验过程中对桩前土体各测点的x和y方向土压力分布规律进行实时采集；采用千斤顶对模型桩施加水平荷载，对加载过程中抗滑桩嵌固段桩身弯矩、桩前土压力及桩前土体应力变化规律进行了分析。绘制桩前土体应力云图并对桩前被动土拱拱轴线进行了拟合，同时采用数值模拟方法进行对照分析，以揭示桩前被动土拱的演化过程。结果表明：①桩身弯矩和桩前接触土压力均在嵌固点下4倍桩宽处附近出现极大值，后随埋深逐渐减小；②桩前被动土拱是由相邻桩对桩前土体的相互作用使主应力发生偏转而逐步形成的，其演化过程可分为初步形成阶段、承载阶段和破坏阶段；③桩前被动土拱拱轴线呈抛物线形式，随埋深逐渐增大形成被动土拱所需桩顶位移随之增大；④同一埋深处桩前被动土拱矢跨比随桩顶位移增加而逐渐变大，在承载阶段土拱矢跨比随埋深逐步减小。     

基于滑模控制的卡尔曼滤波在列车定位中的研究

为了提高城市轨道交通中轮轴速度传感器与加速度计组合定位的精度,提出一种基于滑模控制的改进卡尔曼滤波算法。对于组合定位来说,由于卡尔曼滤波不能很好地修正加减速过程中的空转打滑误差,考虑到滑模控制器的滑动模态与系统的参数及扰动无关,提出采用基于滑模控制的改进卡尔曼滤波来进一步降低误差。其基本思路是应用指数趋近律滑模变结构来改善里程计算值,然后再进行卡尔曼滤波。并利用仿真软件对上述过程进行验证,仿真结果表明:基于滑模控制的改进卡尔曼滤波算法,能够在一定程度上减小空转打滑误差,进一步提高定位的精度。最后通过与其他卡尔曼滤波改进算法对比,得出基于滑模控制的卡尔曼滤波方法结构更为简单,也能保证一定的精度。     

深层搅拌船的自动锚泊定位系统设计与实现

为满足国内首次研发的深层搅拌船的锚泊定位精度，充分考虑作业条件和工作效率，开发出一套全新的自动锚泊定位系统。将模糊控制与状态机控制思想相结合应用于锚泊定位系统，对船舶的当前状态进行模糊控制，状态机将锚泊定位过程划分为若干状态，不同状态采用不同的控制参数，保证船舶快速和精确地定位。结果表明，该系统在满足工程需要的同时，提高了施工效率，取得良好的效果。     

基于光纤传感系统的德国列车实时精确定位技术

实时、精确地获取列车位置信息是保证列车安全有效运行、发挥效率、提供最佳服务的前提。而轨旁传感器将在进行高效、可靠的列车跟踪和定位方面发挥重要作用。文章介绍德国基于光纤传感系统的列车实时精确定位技术,这是一种全新的解决方案,具有独特的优势和可能性。     

“天麒”船自动三缆定位控制系统的设计与实现

为满足绞吸式挖泥船在风浪条件下的施工需求，针对三缆定位控制系统进行了深入研究，开发出一套适合绞吸式挖泥船的自动三缆定位系统，并将该系统成功应用于“天麒”船。该系统采用双PID控制思想，对变频器速度环进行有效控制，可以使得船舶在步进过程中既能保证按施工线方向行走，又可减少风浪流对定位过程的影响，从而实现船舶快速定位，提高施工效率。     

船舶涂装爬壁机器人系统研究及集成应用

提出一种大型船舶开放性工作面涂装爬壁机器人系统理论设计与应用方法,研究系统本体运行机理并获得满足工作特性的两项必要条件,即轮辐磁吸力及双轮驱动力矩的极小值条件。建立涂装机器人系统的功能组成及控制机理,并结合开放性工作面开展无线定位及自主规划方法研究,形成能够适应喷涂作业的机器人在线路径规划算法。并结合实际开展涂装系统集成应用测试,检测并采集系统运行过程中动力学参数,系统空间坐标轨迹路线等,实现了涂装工作路径的实时在线规划。通过试验验证了文中的系统力学特性分析及定位方法的有效性。     

内补口车在钢管内防腐层补口施工中的应用

大口径管道防腐层一般采用人工补口方法施工,存在施工效率低、质量缺陷多及受限空间施工安全风险大等问题。文中主要介绍了在钢管内防腐补口施工中采用内补口车替代人工补口的施工技术。设备调试、定位、通过性及质量控制是施工中的技术难点,施工中通过参数调整、视频定位、使用专有的机械设计、合理施加外力及采用过程中监控等技术方案顺利解决上述技术难点,提高了内补口的施工效率,保证了钢管内补口的施工质量。     

深水钻井平台-隔水管系统波激疲劳分析

平台运动是深水钻井隔水管系统波激疲劳的主要来源之一。传统的隔水管波激疲劳分析不考虑或简化钻井平台运动,为了更精确地评估隔水管系统波激疲劳损伤,建立了深水钻井平台-隔水管耦合系统动力学模型及波激疲劳损伤评估方法,开展了动力定位和锚泊定位模式下的隔水管系统动力学响应及疲劳损伤分析,深入揭示深水钻井隔水管系统波激疲劳动力学特性。结果表明,两种定位模式下的平台-隔水管系统受波浪载荷的影响,在常规波浪频率范围内发生波频振动,锚泊定位模式下的平台-隔水管系统还呈现一定的低频特性;两种定位系统下的深水钻井隔水管系统疲劳损伤最大值均发生在隔水管系统顶部,锚泊定位模式下的隔水管系统波激疲劳损伤变异系数较大,动力定位系统下的隔水管系统波激疲劳损伤较大。