多传感器联合的顶管施工自动导向测量系统研究

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根据顶管施工顶进过程中已完成掘进的管段的中轴线坐标与其里程之间的相对稳定关系,利用测距传感器、倾斜传感器及全站仪等设备研发了自动化的顶管施工导向测量系统.系统从架构上由采集层、通讯层、服务层和展示层组成,通过工程实践证实该系统精度满足要求,且在自动化、成本等方面具有优势.
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构建ISO 4037-1以外的过滤X射线参考辐射需射束注量谱计算平均能量、分辨率和转换系数等参数.为建立过滤X射线注量谱获取方法,采用N型同轴HPGe探测器测量了N-40~N-250窄谱系列过滤X射线参考辐射并得到了脉冲幅度谱,使用Geant4模拟了探测器对放射源的响应并用实测能谱进行了验证,进而建立了响应矩阵,并通过MAXED软件解谱计算得到了射束的注量谱.由解谱所得注量谱计算的空气比释动能到周围剂量当量和个人剂量当量的转换系数与ISO 4037-3推荐值的相对偏差在0.06%~2.55%之间.
针对多自由度机械臂轨迹跟踪存在的外部干扰和系统抖振问题,设计了一种干扰观测器结合滑模控制的轨迹跟踪方法.针对干扰问题,采用干扰观测器对系统的外部干扰进行观测;针对控制系统存在的抖振问题,设计滑模控制器进行补偿.采用二自由度机械臂为控制对象进行仿真实验,结果表明,该方法能有效克服外部扰动的同时,有效地削弱了系统抖振,提高了系统的控制性能.
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随着FPGA片内纠检错技术的发展,Xilinx公司在旗下的SRAM型FPGA上应用了一种名为软错误修复(SEM)的加固技术,大幅提升了配置RAM的单粒子软错误检测和修复效率.但这种片内加固技术本身需要使用一定的逻辑和存储资源,同样也有发生单粒子软错误的风险.本文分析了应用SEM加固技术的必要性和存在的问题,提出一套基于SEM的FPGA抗单粒子翻转解决方案,并给出了在XC7K410T型FPGA上的试验验证结果,验证了加固技术的有效性.
为开展微处理器的空间大气中子单粒子效应研究,以一款TI公司65 nm CMOS工艺的微处理器为研究对象,研制了一套微处理器中子单粒子效应测试系统.该测试系统可实现对被测微处理器的单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子闩锁效应的实时监测.利用加速器中子源,对该微处理器开展14 MeV中子辐照试验.试验结果表明,中子注量累积达3.5×1011 cm-2时,该器件未发生单粒子锁定效应.但总线通信、模数转换等功能模块发生了多次单粒子功能中断,其中集成总线通信接口模块为最敏感单位,试验获得的器件中子单粒子效应截面为6.
开展65 nm高速大容量静态随机存取存储器(SRAM)大气中子单粒子效应特性及试验评价技术研究,基于4300 m高海拔地区大面积器件阵列实时测量试验,突破效应甄别、智能远程测控等关键技术,在153 d的试验时间内共观测到错误43次,其中器件内单粒子翻转39次,多单元翻转(MCU)在单粒子翻转中占比23%,最大的MCU为9位.对高能中子、热中子和封装α粒子的贡献比例进行了分析,并基于多地中子通量数据,推演得到北京地面和10 km高空应用时的单位翻转(SBU)和MCU失效率(FIT).发现地面处软错误的主要诱
高密度CMOS工艺SRAM对单粒子锁定极端敏感的特性使其在空间应用时必须采取相应的防护策略.对于抗辐照能力较弱的CTOS,电路级防护成为提高系统可靠性的一项重要内容.利用激光单粒子效应试验装置,对CYPRESS公司的CY62167DV30LL型SRAM开展了一系列单粒子锁定效应试验.通过对试验结果进行线性拟合,计算出该款SRAM维持电压为1.5~1.6 V,维持电流为9.9~11.2 mA.根据维持电流、维持电压、工作电流、工作电压,对能否采用电路级防护做出判断.提出了电源限流和分压电阻两种电路级防护方法
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对总剂量辐射环境下不同偏置状态的碳化硅功率场效应管(SiC VDMOS)的动态特性进行了相关研究.在比较3种偏置状态下60 Coγ射线辐照对于SiC VDMOS器件阈值电压和开关特性影响的基础上,进行了室温退火试验.结果表明,随60 Coγ射线辐照剂量的增加,氧化层积累陷阱电荷,导致静态特性中阈值电压降低.同时器件动态特性中开启时间略微缩短,关断时间骤增,开关损耗增大.器件受辐照后耗尽层厚度和阈值电压发生的变化是其开启和关断响应差异性退化的主要原因.
传统方法在规划无人机巡检航线时,未建立输电通道地图,存在纬、经度偏差度大,巡航高度不合理的问题.为此,提出基于高精度输电通道地图的无人机线路巡检航线规划方法.利用最近邻迭代算法进行点云配准,修正无人机位置的相对位置偏差,建立高精度输电通道地图,为无人机自动驾驶的高精度航线规划线路提供了空间基准.通过人机高精度目标组合定位导航技术和三维航线智能规划技术,对无人机三维航线规划软件和无人机自动驾驶控制终端软件进行跟踪,实现基于无人机自动驾驶的精细化巡检和通道巡检.结合无人机多维航巡情报融合技术和安全监控技术,在