一、极坐标系下两类变换公式的推导（论文文献综述）
郭曦[1]（2021）在《旋转采样综合孔径辐射计极坐标采样理论与定标方法研究》文中研究说明被动微波遥感技术凭借其云雨穿透特性,具有全天时、全天候的观测能力,是大气温湿度探测领域重要的技术手段。与极地轨道卫星相比,静止轨道卫星在观测视场和时间分辨率方面具有重大优势,是实现台风、暴雨等快速变化灾害性天气现象监测与预报的理想观测平台。目前静止轨道微波大气探测在国际上仍是一项技术空白,是当今国际对地观测领域最前沿、最迫切、也最具挑战性的课题之一,对有效监测中小尺度灾害性天气系统、提高天气预报准确率具有重要意义。受限于空间分辨率指标与大口径天线的相关技术问题,采用传统真实孔径方案的微波辐射计难以实现基于静止轨道的高分辨率大气探测需求。综合孔径辐射计通过干涉式辐射测量技术将稀疏的小天线阵列合成为等效虚拟口径,能够实现观测视场内完整场景亮温的凝视成像,避免了大口径天线的制造加工、高精度机械扫描问题等难点问题,是实现静止轨道微波大气探测的有效技术途径。面向我国国民经济建设与自然灾害防治的迫切需求,国家高技术研究发展（863）计划与国家自然科学基金项目都支持了静止轨道微波大气探测的前沿研究工作。中国科学院国家空间科学中心承担了综合孔径技术方案的相关项目,针对高分辨率综合孔径辐射计系统复杂度高的技术难点,提出了基于阵列旋转分时采样体制的静止轨道综合孔径微波辐射计概念。本文紧密围绕旋转采样式综合孔径辐射计的研究任务,针对旋转采样理论与定标方案设计两大关键问题,开展了深入的研究工作。主要研究内容与创新性成果总结如下:1.针对阵列旋转分时采样体制形成的综合孔径辐射计极坐标采样网格,分别从径向和圆周向两个采样方向对可见度函数开展了傅里叶频谱分析,提出了可见度函数在径向采样方向和圆周向采样方向上的带宽理论表达,推导了依赖于观测场景特性与系统参数的极坐标采样可见度函数有效带宽估计方法。为保证可见度函数采样信号满足奈奎斯特采样定理,在不产生额外信息损失的条件下实现观测亮温重建,提出了极坐标可见度函数的采样准则,为旋转采样式综合孔径辐射计的系统设计与运行方案提供了理论依据。2.针对综合孔径辐射计分时采样体制所采用的阵列旋转与采样积分共同进行的工作模式,研究了因动态积分采样所导致的可见度函数模糊效应,建立了可见度函数旋转采样动态积分模糊理论。在小旋转采样动态积分角度的三角函数近似条件下,推导了点目标观测可见度函数动态积分采样模糊的解析表达式,从数值仿真实验角度验证了可见度函数动态积分采样轨迹与重建亮温误差伪影的对偶关系,发现了旋转采样综合孔径辐射计因阵列旋转动态积分模式产生的圆周向空间分辨率损失并提出了理论估计方法。3.在高分辨率静止轨道综合孔径辐射计难以实现传统噪声注入定标方案的背景下,提出了一种适用于等间距圆环阵列构型与阵列旋转分时采样体制的综合孔径辐射计冗余空间系统定标方法。在不依赖内部专用定标硬件或外部定标参考源的条件下,该方法可同时实现综合孔径辐射计的相位与幅度定标。其中相位定标方法在可见度函数测量相位存在自然缠绕的条件下仍可获得正确求解结果,无需额外设计相位解缠绕方法,真正意义上实现了综合孔径辐射计的相位自定标。阵列旋转采样获得的强系统冗余度确保了该方法的定标性能,为静止轨道综合孔径辐射计的定标方案设计提供了一条全新的技术路线。4.在综合孔径辐射计误差模型研究的基础上,构建了针对静止轨道毫米波大气探测仪第二代全尺度工程样机的全链路数据处理方案。从傅里叶中心切片定理的角度入手,研究了中心对称观测目标在阵列旋转分时采样体制下的可见度函数特性,并以此提出了一种基于外部噪声点源的旋转采样综合孔径辐射计相位定标与相关偏置校正方法,在地面测试环境难以获得理想远场观测目标的条件下实现了系统相位定标与相关偏置校正,完善了数据处理流程。地面试验观测结果验证了数据处理方案的有效性,为静止轨道综合孔径辐射计的工程应用奠定了技术基础。
李婷婷[2]（2021）在《双站雷达成像几何与辐射特性分析》文中进行了进一步梳理双站雷达是指将发射机和接收机分别配置在不同平台的雷达系统。由于其具备可靠性、灵活性、隐蔽性等优势,双站雷达技术在近些年受到了广泛的关注。与仅接收后向散射信号的单站雷达相比,双站雷达能够获取目标多个角度的双站散射信息,有助于目标散射特性分析,极大地增强了对地形和海洋的遥感能力。成像方面,在合适的几何构型下,双站观测能够获得更强的雷达横截面积（Radar Cross Section,RCS）以提高感兴趣区域在最终图像上的可辨识度。此外,双站散射观测还可以避免部分强的后向散射信号,从而改善图像动态范围和信噪比（Signal to Noise Ratio,SNR）。然而,其灵活的构型使得其成像几何特性和辐射特性复杂。鉴于此,本论文主要针对双站雷达成像几何和辐射特性进行了研究。首先针对双站雷达中“双站距离和”的复杂变化进行分析,利用梯度法给出空间二维分辨率的求解公式,并基于双站雷达成像的基本原理和典型时域成像算法的优缺点,进行了加速时域成像算法的研究;其次,基于大双站角,长基线的前向观测模式,分析双站前向雷达的成像特性,并根据理想的成像性能对其几何构型进行了优化;最后对与双站雷达定量化应用紧密相关的辐射特性进行研究,进一步讨论天线辐射方向图效应。论文主要研究内容结论如下:（1）基于双站合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）成像的基本原理以及经典的时域成像算法,提出了一种适用于双站雷达直角坐标系下的改进快速成像算法（Modified Cartesian Fast Factorized Back Projection,MCFFBP）。算法是通过子孔径拆分和方位向子图像分割,借助于二级方位向波数谱压缩器,在直角坐标系中进行图像逐级融合,实现高精度和高效率的成像方法。首先,推导了子孔径图像的频谱表达式,通过驻定相位原理,分析影响波数谱在方位向展宽的原因。针对其展宽的原因进行频谱压缩,提出二级方位谱压缩滤波器,降低了算法采样率对成像场景的依赖性;然后,提供了算法完整的流程以及针对每步算法运算复杂度的分析。最后,利用仿真数据分析了二级方位压缩器对频谱的压缩能力、对噪声的敏感程度以及成像的效果,验证了MCFFBP算法效率和精度的有效性。（2）研究前向双站雷达观测的可能性和局限性,根据预期的成像性能指标,采取混沌粒子群优化算法,对观测几何实施优化,提供最佳的双站几何构型方案。以观测和通信卫星（Satellites for Observation and Communications,SAOCOM-Companion Satellite,SAOCOM-CS）星-星前向观测模式为实例,在空间分辨率和信噪比两个角度研究了前向双站雷达在成像方面的可能性和局限性;结果表明,在前向双站雷达成像中,距离分辨率在某些情况（如前向镜面成像构型）下会大大降低。此外,由于后向和前向双站雷达之间的成像投影规则在成像区域的表达形式不同,目标在前向成像中会产生重影点。为了避免上述问题,在进行前向成像时,必须仔细考虑前向双站成像的观测几何。对于给定成像性能需求的系统,双站雷达运动参数的设计可以视为解决非线性方程组（Nonlinear Equation System,NES）的问题。因而引入改良的混沌粒子群优化算法（Chaos Particle Swarm Optimization,CPSO）求解NES并取得双站观测几何参数的最优解。最后基于选择的参数和时域成像算法,利用仿真数据对优化算法结果的有效性进行验证。相关成果有助于加深对双站雷达成像性能的了解,揭示前向成像构型下的局限性,所得结论为大角度、长基线的双站雷达几何参数的最优配置提供了数据参考。（3）研究天线辐射方向图效应。天线辐射方向图影响主要体现在对双站雷达成像的影响和对双站散射系数估算的影响。论文以高斯天线方向图为例,对这种影响进行了评估。天线方向图对双站成像方面的影响:首先根据成像几何给出含有波束指向误差的天线辐射方向图模型,然后在天线的俯仰方向和方位方向分别增加一次、二次和正弦（高频/低频）三种波束指向误差,讨论不同类型指向误差对双站雷达成像结果的影响。结果表明三种形式的指向误差都会给像素幅值带来影响,且一次、二次、正弦影响逐渐增大;对成像目标响应方位向剖面的影响比对距离向剖面的影响更为严重;高频误差下旁瓣升高明显,低频误差下,主瓣展宽明显。在天线辐射方向图对双站散射系数估算方面的研究:首先,根据雷达方程和基尔霍夫近似,推导出了天线辐射方向图效应下的双站散射系数表达式。然后,讨论了在单站、双站GPS和双站机载三种雷达观测形态下,利用半功率面积代替辐射积分引起的双站散射系数误差。最后,进行了数值分析。结果表明利用双站天线3d B波束宽度在地面的重叠面积近似天线辐射方向图积分会造成散射系数的估计误差:1)单站构型下,该近似造成1.592d B的散射系数误差。2)双站GPS构型下（天线地面椭圆尺寸差距大）,散射系数误差可以根据对构型和天线的合理设计控制在预期的阈值内。3)以DLR-ONERA为例的机-机构型下,该近似造成常数近3d B的散射系数误差。由于飞机的轨迹和姿态易受大气条件的影响,因此在机载实验案例中还考虑了运动误差和姿态角对结果的影响。相关成果可以为双站散射系数测量的误差校正及双站散射系数测量的观测几何提供参考。
范正兵[3]（2021）在《二维激光雷达扫描系统设计与SLAM研究》文中进行了进一步梳理激光雷达作为一种主动式扫描探测技术,可以快速获取周边环境的信息。随着激光雷达在机器人、无人驾驶等领域的广泛应用,国内外激光雷达市场迅速发展。鉴于目前市场上成熟的激光雷达产品存在价格昂贵、国外技术垄断和控制算法不开源等问题,本课题开展了激光雷达的设计研究工作。本文以移动机器人室内环境感知为背景,结合车载环境和实际应用需求,使用课题组自行研制的激光测距模块,设计了一种二维激光雷达扫描系统。设计的二维激光雷达与市场上同类型产品相比性能接近,控制算法开源,但成本降低了一半左右,具有较好的实用价值。论文的主要工作内容如下:（1）设计并搭建了二维激光雷达扫描系统。给出二维激光雷达扫描系统的整体设计方案,对扫描系统的各模块硬件进行了选型与设计,完成激光雷达集成结构的设计;研究了如何在STM32F103ZET6控制芯片和扫描电机之间建立CAN总线通信的问题,对STM32F103ZET6控制芯片和扫描电机组成的CANopen网络进行了配置,在CANopen协议框架下实现了控制芯片对扫描电机的控制。（2）完成二维激光雷达扫描测试实验并设计了激光雷达的上位机软件。编写二维激光雷达样机的控制及数据处理程序,实现点云数据的数据读取、坐标变换、去噪滤波等功能,在此基础上对两种场景进行扫描成像实验,得到了能反映真实实验场景的三维点云数据,并对其数据处理前后进行了分析对比;在Visual Studio 2017平台下基于C#语言设计了二维激光雷达上位机,并完成了上位机扫描测试实验与误差分析。（3）对移动机器人进行建模,在移动机器人系统下构建其里程计运动模型和激光雷达观测模型,并选择栅格地图作为本课题的地图表达模型,将栅格地图的更新过程进行理论推导,并对室内移动机器人SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）常用的Gmapping开源算法进行了理论推导。（4）基于ROS系统构建Gazebo仿真环境,使用Gmapping算法进行移动机器人地图构建的仿真实验;搭建Dash Go D1移动机器人真实环境测试平台,进行移动机器人激光SLAM构建环境地图试验,分析机器人的建图误差,实验结果表明使用该二维激光雷达的机器人建图精度满足设计要求,充分验证了二维激光雷达的工程实用性。
闫博[4]（2021）在《复合实心转子永磁同步电动机的参数计算与性能分析》文中指出异步起动永磁同步电动机（Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motor,以下简称LSPMSM）是一类转子外表面嵌置鼠笼绕组的永磁同步电动机。定子绕组通电后,该类电机能够凭借感应转矩实现自行起动。稳定运行时,该类电机的工作机制与普通永磁同步电动机基本相同,因而具备较高的工作效率和较高的功率因数。自起动能力的具备与优良的稳定运行性能使得LSPMSM成为多种应用场合中能够替代低效感应电动机,进而实现节能降耗的理想选择对象。然而,单就起动性能而言,LSPMSM相较于同规格感应电动机往往表现较差。主要原因为:在起动阶段,感应电动机的平均电磁转矩仅包含感应转矩,而LSPMSM的平均电磁转矩除感应转矩外还包含另外一个转矩分量,即发电制动转矩。发电制动转矩一般在转差率接近于1时达到峰值,与感应转矩叠加后,合成平均电磁转矩在电机转速较低时受到显着削弱,这导致LSPMSM难以获得理想的起动能力。采用实心转子替代传统笼型转子是增强LSPMSM起动性能的一项有效措施。实心转子的铁心部分由具备良好导电、导磁性能的实心铁磁体构成,能够同时为转子磁通与转子涡流提供流通路径。由于集肤效应的作用,实心转子LSPMSM在起动初始阶段呈现较大的转子电阻并相应产生较高的感应转矩,因而具备较强的起动能力。但是,将普通笼型转子替换为实心转子以后,电机在转差率较小时的机械特性曲线斜率变小,牵入同步能力随之变差。为解决上述问题,有关研究提出了一种在实心转子铁心外表面嵌放鼠笼绕组的组合式转子结构,即复合实心转子结构。装配复合实心转子的LSPMSM既能够继承实心转子LSPMSM原有的良好起动性能,也可以通过鼠笼绕组的合理设计获得较强的牵入同步能力。近年来,已有诸多专家学者将复合实心转子LSPMSM作为研究对象进行讨论分析,但有关该类LSPMSM的一些关键问题仍没有得到深入研究与充分解决,其中有两点较为突出:一是尚未建立完善、准确的电磁参数计算体系,二是对于磁场求解、电磁振动与转子涡流损耗削弱、转子温升抑制等关键问题缺乏深入分析。为此,本文以国家自然科学基金项目“高电压中大功率鼠笼复合实心转子自起动永磁同步电动机系统研究”（51777118）为依托对复合实心转子LSPMSM展开系统研究,研究工作总结如下:1.电磁参数计算本文以实现起动过程快速计算、起动性能准确判定为着眼点建立起一套完备、准确的电磁参数计算体系。首先通过引入交-直轴耦合互感与交轴永磁体磁链对电机状态方程组加以修正,从而有效计及电机起动过程中的交叉耦合效应。随后,基于电机起动阶段电磁状态变化远快于机械状态变化这一规律,将电机起动阶段瞬变电磁参数的计算转换为一系列不同转差率下稳态电磁参数的计算。结合状态方程组与有限元仿真结果对不同转差率下的稳态电磁参数进行求解。求解完成后,将所得电磁参数代入状态方程组进而搭建起动阶段电机动态模型。不同负载条件下电机起动阶段转速、转矩响应曲线的动态模型计算结果均与有限元仿真结果良好吻合,动态模型计算耗时相较于有限元法则显着减小。完成电磁参数计算与动态模型搭建后,本文根据计及交叉耦合效应的状态方程组推导得到电机起动阶段电磁转矩表达式并合理选择起动性能评估指标。根据电磁转矩表达式建立起动性能评估指标与电磁参数之间的函数关系。求解不同电磁参数数值对应的起动性能评估指标从而得到电磁参数数值变化对电机起动能力的具体影响规律。2.磁场分布计算2.1同步运行磁场计算在计算同步运行磁场之前,本文先将电机定子绕组线圈截面、永磁体等关键区域的形状变换为以坐标原点为圆心的径向扇形或者多个圆心同为坐标原点的径向扇形的组合。该变换使得各区域的形状满足了极坐标系下子域法对磁场计算区域的形状要求。采用子域法对区域变形之后的电机同步运行磁场进行计算,将所得计算结果与有限元法计算结果相对比进而验证了区域变形的合理性与磁场计算结果的准确性。2.2异步运行磁场计算本文提出一种混合磁场计算方法对稳定异步运行状态下的电机磁场分布进行求解。该方法将子域法与有限差分法相结合,利用前者处理定子、气隙区域的磁场分布,利用后者处理转子区域的磁场分布。子域法与有限差分法的相互组合既可以避免单纯使用子域法无法处理转子区域径向边界条件的问题,又具备相较于单纯使用数值计算方法更快的求解速度。3.电磁振动分析与削弱基于本文给出的同步运行磁场求解方法计算电机永磁体磁动势与定、转子开槽影响系数的分布波形与对应余弦级数表达式。采用磁动势-磁导法并结合永磁体磁动势与定、转子开槽影响系数的计算表达式求解电机气隙磁密,进而应用麦克斯韦张量法获得电机稳定运行状态下径向电磁力密度的解析表达式。通过与有限元仿真结果相比较对所得表达式的计算精度加以验证。根据该表达式得到了电机稳定运行阶段径向电磁力密度谐波分量空间阶次与交变频率的数值特征。在完成径向电磁力密度的解析式推导与谐波特征分析后,本文进一步采用不均匀气隙与永磁体分段斜极这两种措施对径向电磁力密度谐波幅值加以削弱。推导对应两种措施的径向电磁力密度表达式。通过与一般情况下（气隙均匀、永磁体不斜极）径向电磁力密度表达式相比较验证了两种电磁振动削弱措施的有效性。4.转子涡流损耗削弱与冷却系统改进4.1转子涡流损耗分析与削弱采用磁动势-磁导法对产生转子涡流的气隙磁密异步谐波进行定性分析。由分析结果可知定子开槽是导致气隙磁场含有异步谐波进而产生转子涡流的主要原因。为此,本文通过增加气隙长度、采用定子磁性槽楔以及采用非均匀气隙这三种措施降低定子开槽引起的气隙磁场异步谐波幅值从而削弱转子涡流损耗。对气隙长度增加幅度、定子磁性槽楔相对磁导率大小以及气隙不均匀程度改变时对应的电磁损耗、功率因数以及起动性能评估指标进行计算,基于计算结果得到了三种转子涡损削弱措施对电机综合性能的影响规律。随后,本文采用嵌合神经网络的改进非支配排序遗传算法对电机进行优化,以此实现电机综合性能的平衡与改善。4.2冷却系统改进采用一般冷却系统时,大功率复合实心转子LSPMSM定子内部含有径向风道,转子内部不含任何风道,转子内部产热无法有效排出,永磁体发生高温退磁进而影响电机运行性能的概率随之增加。为降低转子温升、保证电机安全高效运行,本文对大功率复合实心转子LSPMSM冷却系统加以改进:在保留定子原有径向风道的基础上,转子铁心内部同时添加轴向、径向通风孔,转子径向通风孔与定子原有径向风道的位置一一对应。添加转子通风孔后,电机运行阶段有大量冷却气流在两侧风扇的驱动下进入转子轴向通风孔,之后流经转子径向通风孔、气隙并最终通过定子径向风道排出,转子铁心内部与冷却气流的接触面积显着增加,转子温升得以有效抑制。采用仿真软件对一台355 kW,10 kV样机在采用一般/改进冷却系统时的温度场进行计算。由计算结果可知,采用改进冷却系统后,样机额定运行状态下转子鼠笼、转子铁心、转子永磁体的平均最高温度均明显下降,从而验证了改进冷却系统对转子温升的抑制效果。5.样机试验设计制造一台355 kW样机与一台5.5 kW样机。测取355 kW样机的空载电动势、负载运行性能指标（包括定子绕组电流、功率因数、效率）以及堵转转矩与堵转电流,测取5.5 kW样机的起动阶段转速曲线、空载电动势以及堵转转矩。利用两台样机的试验数据对本文理论分析与计算结果进行验证。
何冰[5]（2020）在《半正交矩模型及四元数分数阶矩算法研究》文中研究指明图像特征提取作为机器视觉、模式分析及图像工程领域中一个最重要的研究课题已经成为工业4.0背景下的研究热点。图像矩作为一种全局性的描述子（特征提取方法）能够对图像的形状特征进行有效的表述;同时,图像矩所对应的不变性（不变矩）因其满足对图像的旋转、尺度拉伸、平移等几何变换及光照不变性,因此对于图像分析、分类及识别等问题具有非常重要的研究意义。近年来,正交矩由于其核函数满足正交性,所构成的各阶矩相互之间是独立的,不存在信息冗余,具有一定的抗噪能力,因此成为图像矩主要关注的焦点。特别是建立在极坐标系下的径向正交矩因其本身具有旋转不变性,所以成为几何不变性识别特征提取首选描述子。但现有的正交矩,特别是径向正交矩仍存在以下不足:（1）多数正交矩其核函数均是由高阶多项式构成,且存在阶乘运算,计算耗时较高;（2）径向正交矩的多项式通常是由笛卡尔坐标系下的正交多项式通过形变转换而来。为了满足极坐标系下的正交性,这种形变导致了图像原点所构建的图像矩的数值不稳;（3）现有的正交矩,无论是低阶矩或高阶矩均采用同一正交多项式构建,缺乏灵活性,这也导致所构建的低阶矩对图像特征表征不足,高阶矩其数值不稳定,对噪声敏感;（4）传统正交矩仅能对图像全局特征进行描述,缺乏局部特征的构造能力;（5）最新所提出的分数阶正交矩多数针对的是灰阶图像,关于彩色图像的研究和分析较少;（6）所提出的分数阶正交矩与现有的正交矩方法相比,其算法性能提升并不明显。针对以上问题,本文的工作将围绕半正交矩及分数阶彩色图像矩算法的理论及应用研究展开,主要研究内容和创新点如下:（1）提出了一种基于exponent函数的半正交图像矩（semi-orthogonal exponent-Fourier moments）,主要用于图像重构及几何不变性识别研究。与经典的exponent-Fourier矩相比,半正交exponent-Fourier矩的核函数由分段的半正交指数函数构成,消除了数值不稳,其低阶矩和高阶矩图像描述能力更强。另外,与传统的Zernike矩和正交Fourier-Mellion矩相比,半正交exponent-Fourier矩的多项式不存在高阶多项式的阶乘运算,有效降低了实际的计算时间。最后,根据所提出的半正交exponent-Fourier矩的特点,通过FFT算法可以实现所提出图像矩的快速精确算法;同时,我们也设计了一种基于对数-极坐标系下的旋转、缩放不变性识别方法和基于图像投影的平移不变性方法,将所提出的图像矩用于几何不变性识别中。（2）提出了一类通用的半正交矩模型。借鉴半正交exponent-Fourier矩的思想,我们分别在笛卡尔坐标系和极坐标空间建立了其对应的通用半正交图像矩模型。通过三角函数建立的半正交-三角函数矩和半正交-径向三角函数矩研究和分析了通用半正交图像矩模型的频域特性、图像全局特征提取特性、图像局部特征提取特性、抗噪能力及旋转不变性等性能。（3）为了减少存储空间,提高图像矩的实用性,提出一类基于Walsh函数系的半正交Walsh图像矩。该矩的核函数是由只包含+1和-1的二值正交基构成,其运算更加接近硬件处理,可以加速图像特征提取的时间;同时,由于Walsh函数系是由一组完备的不连续二值函数系统构成。因此,与传统的基于连续多项式构建的图像矩相比,能够有效克服Gibbs图像噪声。理论和实验结果表明,该方法在图像重构和抗噪能力上都有明显的优势。（4）采用分数阶理论和四元数方法相结合,提出了基于分数阶广义Laguerre矩的彩色图像分析和几何不变性识别方法,同时,构建了四元数分数阶彩色图像矩。所构建的彩色图像矩打破了传统彩色图像特征提取时将彩色图像灰度化或分别对其三基色通道进行处理的弊端,与传统方法相比,所构建的四元数分数阶彩色图像矩在一定程度上有助于提高图像特征提取的精准度。另外,在分数阶理论基础上,建立可以捕捉局部图像特征的分数阶图像矩,实现任意图像局部感兴趣区域（ROI）的特征分析和提取操作。最后,可以利用几何不变矩的线性组合来构建四元数分数阶Laguerre矩的几何不变性,将其应用到彩色图像几何不变性物体识别领域。
沈启宝[6]（2020）在《免解包快速相位成像方法及其实验研究》文中认为大部分生物细胞都是无色透明体,传统光学显微镜无法对细胞进行原态清晰成像。相位显微技术以细胞的物理和光学特性为出发点,可实现无接触、无损伤检测,是研究生物细胞形态和动力学特征的有力手段。相位显微技术在其他光学测量和成像中也发挥着越来越重要的作用。相位成像的质量和效率直接影响对待测物的观测结果,而这些往往取决于成像方法和相位恢复方法。通常在单波长相位显微成像中,首先得到的非连续相位,需要进行复杂的相位解包裹运算才能获得真实相位,该过程一般比较耗时,且难以适用于复杂结构体,这对最后的成像效果将产生较大影响。因此针对免解包的相位成像方法的研究具有重大意义。本文围绕免解包快速相位成像方法及其实验进行了研究,其主要内容如下:（1）针对典型的免解包双波长成像技术中需要多帧图像数据和实验操作相对复杂的问题,为了提高成像效率,提出了两种免解包双波长三步相移成像方法:离轴干涉下微分法和任意模式下的径向希尔伯特变换求解相位的方法。两种方法只需要三幅双波长干涉图就可以实现相位恢复,且都得到了仿真验证。同时建立了双波长实验光路,对希尔伯特法进行了实验研究与验证。结果表明了两种方法的可行性。（2）为进一步提高双波长成像的效率和避免在相位成像过程中参数等变化的影响,提出了快速希尔伯特相位恢复方法。该方法只需一幅双波长干涉图,通过多次希尔伯特变换就可得到合成波长下的相位信息,不仅通过仿真和实验数据验证了该方法的可行性,且与几种典型的免解包双波长方法作了比较。结果表明该方法在保证精确性的前提下提高了测量效率。（3）针对内部结构较为复杂且解包难度较大的异质有核细胞,为快速进行细胞亚类识别,提出了一种采用包裹相位识别细胞亚结构的方法,成功提取了一些核式细胞的亚结构信息,并对其进行特征分析和初步的识别。本文基于相位显微成像的物理机理,利用双波长技术和图像处理技术,通过数学解析和数字仿真计算,提出了几种免解包快速相位恢复和亚类识别方法,并得到了实验的支持,实现了高效相位显微成像,为生物细胞显微成像技术的发展指出了新的突破方向。
李雪苑[7]（2020）在《各向异性应力条件下大变形柱孔扩张问题的理论与数值研究》文中指出经典圆孔扩张理论的研究基于各向同性的初始应力状态假设,因而不适用于初始应力状态为各向异性的工程施工,例如水平定向掘进（HDD）、顶管施工、隧道开挖等,引起的土体扰动和环境效应的分析。虽然已有研究通过理论或数值方法分析了初始各向异性应力条件下圆孔扩张问题的弹塑性应力分布,但这些研究多数采用小变形理论,并缺乏对抽象理论模型及其基本假设的验证。因此有必要对初始各向异性应力状态下的圆孔扩张问题进行系统研究,拓展经典圆孔扩张理论的应用范围。本文拟利用复变函数保角变换方法,建立理想弹塑性材料中柱孔在双轴应力场下扩张的压力-扩张关系和极限应力的通用解法;并通过大变形有限元技术,建立该问题的通用模型,对比验证理论模型和基本假设的合理性;进而基于传统的HDD施工最大泥浆压力预测方法,结合初始应力各向异性柱孔扩张理论,提出新的最大泥浆压力预测方法,用于施工方案设计。本文包含的主要工作如下:1)利用复变函数保角变换方法,对双轴应力场下大变形柱孔扩张问题的应力和变形特点进行了研究,进而建立了理想弹塑性土体内柱孔扩张问题的大变形压力-扩张关系的通用解法,推导得到了压力-扩张关系以及极限内压力的半解析解,包括:a.Tresca材料中柱孔扩张的弹塑性半解析解;b.Mohr-Coulomb材料中柱孔扩张的弹塑性半解析解。本文的解答是对周航在2014年提出的双轴应力场内柱孔扩张问题的弹塑性半解析解的修正和拓展。周航采用Tresca屈服准则,在Gibson&Andreson基于应力各向同性假设解答的基础上,将对柱孔扩张问题的研究拓展至应力各向异性状态。本文的解答采用了严格的大变形条件,当土体的本构模型由Mohr-Coulomb准则退化为Tresca准则时,基于Mohr-Coulomb准则的解答可根据退化后的参数及相应的体积守恒关系退化至基于Tresca准则的解答。2)利用耦合欧拉-拉格朗日（CEL）大变形有限元技术,建立了服从Tresca屈服条件的双轴应力场下大变形柱孔扩张的有限元通用模型,分析了双轴应力场下柱孔扩张的一般机理。结果显示在各向异性应力条件下,孔扩张形成的塑性区可分为两个部分,包括零剪应力区,该区域形状近似为椭圆形,其内剪应力为0,应力分量满足径向应力平衡方程,符合经典柱孔扩张理论假设;非零剪应力区,该区域形状不规则,其内剪应力不为0。非零剪应力区占塑性区面积的比重随着各向异性应力系数K、土体抗剪强度的减小而增大,随着面积占比增加,塑性区形状不为椭圆形。3)利用CEL大变形有限元技术,分析了 Tresca材料内初始应力各向异性柱孔扩张问题中土体强度参数、初始应力条件对极限孔内压的影响。通过大量参数分析,得到了极限孔内压与其主要影响参数之间的数学关系,进而基于最小二乘原理,提出了形式简单的双轴应力场条件下极限孔内压的经验解。分别对比周航和本文提出的半解析解可知,极限孔内压的经验预测值与本文得到的半解析解具有更好的吻合性。该经验解可用于大变形旁压试验、隧道施工、水平定向钻进等工程的干扰预测和结果分析。4)分析了传统HDD最大泥浆压力预测方法采用的破坏机理和基本假设,结合初始应力各向异性柱孔扩张理论提出了新的最大泥浆压力预测方法。在传统方法的基础上,进一步考虑了初始应力状态对最大泥浆压力的影响。对比工程实际循环泥浆压力记录可得,基于应力各向异性柱孔扩张理论的方法较Delft方程和Xia方程更为接近实测泥浆压力变化曲线。此外,传统的最大泥浆压力预测方法缺乏对井孔扩张产生的变形场的分析,无法建立完整的压力-扩张关系,本文的计算方法克服了这一缺点,可用于小管径HDD施工全过程中水平施工段最大泥浆压力的预测。
闫浩[8]（2020）在《超临界CO2压裂煤体分阶段致裂机理及裂缝扩展规律》文中进行了进一步梳理超临界CO2（SC-CO2）压裂技术作为一项环保的无水压裂开采技术,在煤炭资源安全开采过程中,引发了越来越多的关注。利用SC-CO2压裂煤体不仅能够改变煤体的裂隙结构,而且可以达到地质封存CO2的目的,具有重要的现实意义与应用前景。目前,SC-CO2压裂技术已经在非常规油气资源开采领域进行过初步探索,但整体处于起步阶段,关于SC-CO2压裂过程中的相态变化、裂缝扩展规律、复杂裂缝形成机理、压裂效果评估等内容还没有研究清楚,亟待进一步研究。本文围绕煤体压裂改造的主题,采用现场调研、实验室试验、理论分析、数值模拟、人工智能等手段,研究了SC-CO2压裂的分阶段致裂过程及其裂缝形成机制,得到了SC-CO2压裂煤体的裂缝扩展规律,建立了考虑SC-CO2流体低增压速率和高扩散能力的裂缝起裂准则,提出了SC-CO2压裂的分阶段数值模拟方法,构建了SC-CO2压裂效果的混合人工智能预测模型,并给出了基于智能模型的SC-CO2压裂工程设计方法。论文取得了如下主要创新性成果:（1）系统研究了SC-CO2压裂煤体的“射流冲击+相变膨胀”分阶段致裂原理,给出了CO2相变致裂阶段的爆裂能量估算公式,分析了温度场-渗流场-应力场耦合作用下SC-CO2压裂煤体的压力-时间演化规律与裂缝展布形态,揭示了SC-CO2压裂煤体的复杂裂缝形成机制。（2）研究了SC-CO2在压裂钻孔中的增压速率和钻孔围岩中的孔隙压力变化规律,建立了考虑SC-CO2流体低增压速率和高扩散能力的裂缝起裂准则,给出了SC-CO2压裂起裂压力及起裂时间的计算流程,构建了SC-CO2裂缝与天然裂缝相交前后剪切滑移量的定量分析方法。（3）提出了SC-CO2压裂的“流固耦合-相变当量”分阶段数值模拟方法,得到了地应力、注入速率等关键参数对SC-CO2压裂裂缝扩展的影响规律,定量分析了SC-CO2压裂阶段和CO2相变致裂阶段的压裂效果,揭示了相邻压裂钻孔间相向裂缝的扩展路径与动态扩展相互作用机制。（4）构建了集成支持向量机、灰狼优化算法、差分进化算法的SC-CO2压裂效果的混合人工智能预测模型,验证了DGWO-SVM混合人工智能模型的精确度,提出了基于混合智能模型的SC-CO2压裂工程设计方法与流程,并结合典型矿井工况条件进行了压裂方案设计。该论文有图99幅,表14个,参考文献203篇。
姜忠宇[9]（2020）在《矿山及地下工程特殊力学问题哈密顿体系求解》文中认为随着矿山开采向深部发展以及开采区域的扩展,井筒、巷道与周围地质环境相互作用特征也随之发生变化,井巷工程支护破坏程度更为严重、破坏方式更为复杂。准确描绘出井巷围岩应力场分布是保障其安全的基础。这类复杂工程问题的本质是力学问题,解决这些问题不仅需要借助现代数学物理方法与研究手段,更需要理论联系实际,需要工程师与研究者的紧密配合。本文将辛弹性力学方法引用到矿山工程中复杂边界条件的圆、非圆巷道,多层厚壁圆筒、立井井筒等工程结构及围岩应力、位移等力学问题分析。从弹性力学基本微分方程出发,以广义能量变分原理为基础,依据勒让德变换引入位移的对偶变量建立哈密顿对偶方程组。将原欧氏空间中由位移变量组成的力学问题,转变为辛几何空间中对偶变量组成的新力学问题。依照辛几何空间与哈密顿对偶方程组的特点,在混合变量表示的齐次边界条件下应用分离变量法求解混合状态方程,得到问题的辛本征向量与辛本征值解析表达式。论文建立的矿山井巷工程力学问题的辛体系求解方法,为等量分析矿山及地下工程类似力学问题提供了新途径。（1）针对圆形巷道平面应变问题,在极坐标系中建立了扇形区域哈密顿力学求解模型,导出了齐次和非齐次边界条件下,混合状态微分方程的通解和特解表达式。通过比较有限元法和辛方法计算巷道围岩应力的结果,验证了辛方法的正确性和可靠性。讨论了非静水地应力下圆形巷道围岩应力,随侧向压力系数的变化,侧向压力系数越小,应力分布越不均匀;当侧向压力系数小于0.3时,围岩开始出现拉应力。特别当侧向压力系数等于0时,围岩拉应力达到极值。（2）针对多层厚壁圆筒的力学问题,根据边界条件和连续光滑条件建立协调方程。分别讨论了多层厚壁圆筒间光滑接触和紧密联接两种条件下,厚壁筒内、外层接触面上应力场和位移场的差别。并讨论了侧向压力系数、厚壁筒材料的弹性模量比等因素对厚壁筒应力场的影响。得到了厚壁筒材料越软分担的应力数值越小,厚壁筒材料越硬则分担的应力数值越大,周向应力极值一般出现在弹性模量较大的厚壁筒区域等结论。（3）利用共形映射实现区域转换的同时,将应力分量、位移分量以及边界条件进行相应的变化。将非圆形巷道力学问题转换为圆形区域边值问题,结合辛算法给出了椭圆巷道围岩应力场分布。通过算例分别讨论了内压力、形状系数和侧向压力系数等因素对围岩应力场的影响。获得了增加内压力可以有效地降低围岩压应力,有助于提升围岩强度;随侧压力系数的增大,围岩周向应力的波动幅度变小;围岩周向应力的最小值与形状系数无关,最大值与形状系数密切相关等相关结论。（4）针对立井井筒力学问题具有空间轴对称的特点,在空间柱坐标系下建立哈密顿混合状态方程,运用分离变量法给出混合状态方程的通解形式。通解方程中的未知参数根据井筒侧面及端部边界条件具体定出。通过工程算例分析了井筒端部的局部解,探讨了圣维南原理的适用条件及适用范围。讨论了侧向压力系数、井壁厚度以及井筒半径对不同井深应力分布的影响。所得的这些结论对分析立井井筒受力、完善立井井壁设计以及遏制井筒变形破坏等工程问题,提供了重要理论依据。
万炜[10]（2020）在《任意功率因数下并网变流器的广义阻抗建模及其二次侧测量方法》文中研究说明在现代电网中,随着以变流器为接口的风电、光伏等新能源发电占比的不断增大,新能源接入的交流电网逐渐变弱,呈现弱电网（本文特指低短路比电网）特性。在弱电网场景下,高比例新能源电力系统中变流器间相互作用凸显,系统面临严重的小干扰稳定问题。广义阻抗法基于极坐标系推导得到系统阻抗矩阵,并通过Schur法,将系统阻抗模型由2x2降阶为SISO模型。相比传统的阻抗方法,该方法不仅得到了系统SISO模型,进而可以采用Nyquist判据进行定量稳定性分析,进而提出原-对偶复电路的概念,指出广义阻抗可看成是原-对偶复电路的特例,并网变流器的阻抗一般采用主动测量的方法进行准确测量,目前已经有了从变流器二次侧注入扰动信号的广义阻抗测量方法,该方法的优势是二次侧注入可以大量节约经济成本,而且操作更加便捷。但是,上述研究都针对单位功率因数的工况,任意功率因数时的建模和测量还有待研究。本文的主要研究内容与成果如下:1)提出了任意功率因数下在电流内环注入扰动信号的并网变流器广义阻抗测量方法,适应次超同步频段和中低频段范围内的广义阻抗测量需求。首先,推导出二次侧电流内环注入扰动后变流器侧的端口特性方程,并变换至同步坐标系的极坐形式;其次,将极坐标系的端口特性变换至原-对偶复空间,构建了电流内环在小扰动下的变流器并网系统的原-对偶复电路,从物理和数学意义上充分解释了二次侧扰动试验的基本原理;其次,通过数学推导给出了广义阻抗测量的计算方法;最后,采用Matlab/Simulink的仿真详细验证了该测量算法的有效性。2)针对任意功率因数下中低频段Udc-Q外环控制的并网变流器,给出了在电流内环注入扰动的极坐标系下阻抗矩阵的测量方法。首先,通过数学推导,建立了变流器侧在极坐标系下的阻抗模型,并推导了二次侧扰动下的变流器侧端口特性方程;其次,利用变流器侧导纳矩阵和扰动传递矩阵与系统工况的关系,先在空载工况下测量得到扰动传递矩阵,进而利用扰动传递矩阵进行待测工况下的测量,即采用变工况的方法测量得到变流器侧在极坐标系下的导纳矩阵;最后,采用Matlab/Simulink的仿真详细验证了该测量算法的有效性。
二、极坐标系下两类变换公式的推导（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、极坐标系下两类变换公式的推导（论文提纲范文）
（1）旋转采样综合孔径辐射计极坐标采样理论与定标方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 微波遥感技术特点 |
| 1.1.2 静止轨道被动微波探测的意义 |
| 1.1.3 静止轨道被动微波探测的技术难点与挑战 |
| 1.2 国内外研究发展概况 |
| 1.2.1 综合孔径辐射计系统研究发展概况 |
| 1.2.2 综合孔径辐射计定标方法发展概况 |
| 1.3 论文的主要研究内容与结构安排 |
| 1.4 论文的创新性工作 |
| 第2章 干涉式微波辐射测量理论基础 |
| 2.1 微波辐射测量学基础 |
| 2.2 干涉式微波辐射测量基本原理 |
| 2.3 综合孔径辐射计亮温重建原理 |
| 2.4 综合孔径辐射计的系统性能指标 |
| 2.4.1 空间分辨率 |
| 2.4.2 无混叠视场 |
| 2.4.3 辐射灵敏度 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 综合孔径辐射计旋转采样理论研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 可见度函数极坐标采样理论 |
| 3.2.1 点目标观测旋转采样可见度函数的傅里叶分析 |
| 3.2.2 扩展目标观测旋转采样可见度函数的带宽估计方法 |
| 3.2.3 可见度函数极坐标采样准则 |
| 3.2.4 数值仿真实验与结果分析 |
| 3.3 旋转采样可见度函数动态积分模糊理论 |
| 3.3.1 可见度函数旋转采样动态积分理论模型 |
| 3.3.2 数值仿真实验与结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 静止轨道等间距圆环阵列旋转采样综合孔径辐射计的相位与幅度定标方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 冗余空间定标方法基本模型 |
| 4.3 等间距圆环阵列的冗余空间定标方程组 |
| 4.3.1 瞬时采样观测情景 |
| 4.3.2 阵列旋转采样观测情景 |
| 4.4 冗余空间相位定标方程组求解方法 |
| 4.4.1 固定位置的π模糊特性 |
| 4.4.2 相位求解方法 |
| 4.5 冗余空间幅度定标方程组求解方法 |
| 4.6 数值仿真实验 |
| 4.6.1 模拟观测场景与系统参数设置 |
| 4.6.2 噪声特性分析与权重函数设置 |
| 4.6.3 相位定标性能评估 |
| 4.6.4 幅度定标性能评估 |
| 4.6.5 幅度定标偏置研究与其校正方法 |
| 4.7 说明与讨论 |
| 4.7.1 总体定标性能 |
| 4.7.2 幅度定标偏置 |
| 4.7.3 针对真实观测场景的扩展仿真 |
| 4.7.4 同类方法的定标性能 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 静止轨道毫米波大气探测仪数据处理方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数字相关系数预处理方法研究 |
| 5.2.1 三阶量化相关系数估计方法 |
| 5.2.2 IQ非正交性误差校正方法 |
| 5.3 综合孔径辐射计可见度函数定标方法研究 |
| 5.3.1 基于外部参考源的旋转采样综合孔径辐射计相位定标与相关偏置校正方法 |
| 5.3.2 可见度函数幅度定标 |
| 5.4 静止轨道毫米波大气探测仪地面试验数据处理 |
| 5.4.1 数据处理流程的试验验证 |
| 5.4.2 地面试验观测结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 附录 |
| A.固定位置的π缠绕特性的证明 |
| A.1 由式(A.1a)和式(A.2a)构成的解集规律 |
| A.2 由式(A.1b)和式(A.2b)构成的解集规律 |
| B.归一化可见度幅度噪声统计规律解释 |
| C.冗余空间相位定标仿真实验补充结果 |
| D.冗余空间幅度定标仿真实验补充结果 |
| D.1 幅度定标模型考虑不可分离幅度误差项的情况 |
| D.2 幅度定标模型忽略不可分离幅度误差项的情况 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）双站雷达成像几何与辐射特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 双站雷达系统研究现状 |
| 1.2.2 双站SAR时域成像算法研究现状 |
| 1.2.3 双站雷达散射系数估算研究现状 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 1.3.1 研究内容及技术路线 |
| 1.3.2 论文结构 |
| 第2章 双站SAR图像的基本特征 |
| 2.1 双站SAR几何模型 |
| 2.2 双站雷达方程和散射系数 |
| 2.2.1 雷达方程 |
| 2.2.2 散射系数 |
| 2.2.3 散射系数统计特性 |
| 2.3 双站SAR图像分辨特性 |
| 2.3.1 距离向特性 |
| 2.3.2 方位向特性 |
| 2.3.3 地面分辨单元 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双站SAR时域成像算法简介 |
| 3.1 双站SAR回波信号模型 |
| 3.2 后向映射成像算法 |
| 3.2.1 基本原理 |
| 3.2.2 运算复杂度 |
| 3.3 快速后向映射成像算法 |
| 3.3.1 FFBP算法 |
| 3.3.2 CFFBP算法 |
| 3.3.3 算法对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 改进的快速后向映射成像算法 |
| 4.1 MCFFBP基本原理 |
| 4.2 MCFFBP算法流程 |
| 4.3 运算复杂度分析 |
| 4.4 数据验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 前向双站SAR成像几何限制和优化 |
| 5.1 二维分辨率分析 |
| 5.2 信噪比分析 |
| 5.3 成像几何优化 |
| 5.3.1 优化参数 |
| 5.3.2 优化方法 |
| 5.3.3 数据验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 天线辐射方向图效应 |
| 6.1 高斯天线辐射方向图模型 |
| 6.2 天线辐射方向图对双站雷达成像的影响 |
| 6.2.1 天线波束指向误差模型 |
| 6.2.2 俯仰向天线波束指向误差 |
| 6.2.3 方位向天线波束指向误差 |
| 6.3 天线辐射方向图对双站散射系数估计的影响 |
| 6.3.1 考虑天线方向图的双站雷达散射系数 |
| 6.3.2 天线辐射方向图因子 |
| 6.3.3 数值仿真 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 高斯天线方向图下的双站散射系数推导 |
| 附录B 雷达姿态角和波束中心位置转换 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）二维激光雷达扫描系统设计与SLAM研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光雷达研究现状 |
| 1.2.2 激光雷达的应用现状 |
| 1.3 论文研究内容和结构安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 二维激光雷达工作原理与系统组成 |
| 2.1 激光雷达测距原理 |
| 2.2 二维激光雷达扫描方案 |
| 2.3 二维激光雷达组成及功能 |
| 2.3.1 二维激光雷达工作原理 |
| 2.3.2 二维激光雷达系统组成及功能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 二维激光雷达扫描系统设计与实现 |
| 3.1 总体方案设计 |
| 3.2 激光测距传感器 |
| 3.3 二维激光雷达扫描系统硬件选型与设计 |
| 3.3.1 电机选型与设计 |
| 3.3.2 激光雷达控制器选型与设计 |
| 3.3.3 供电与数据传输 |
| 3.3.4 集成结构设计 |
| 3.4 控制系统软件设计 |
| 3.4.1 CAN接口通信协议 |
| 3.4.2 电机控制模式 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 扫描测试与上位机软件设计 |
| 4.1 二维激光雷达数据处理 |
| 4.1.1 数据处理流程 |
| 4.1.2 激光雷达数据预处理 |
| 4.2 二维激光雷达扫描测试 |
| 4.2.1 实验方案 |
| 4.2.2 实验过程 |
| 4.2.3 实验结果分析 |
| 4.3 二维激光雷达上位机软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 移动机器人SLAM技术研究 |
| 5.1 移动机器人系统建模 |
| 5.1.1 坐标系变换 |
| 5.1.2 里程计运动模型 |
| 5.1.3 激光雷达观测模型 |
| 5.2 栅格地图的构建 |
| 5.3 基于粒子滤波的SLAM算法 |
| 5.3.1 贝叶斯估计 |
| 5.3.2 基于粒子滤波的Gmapping算法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于ROS的移动机器人仿真与实验 |
| 6.1 移动机器人硬件平台 |
| 6.2 移动机器人软件平台 |
| 6.3 移动机器人仿真实验 |
| 6.4 移动机器人室内测试实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）复合实心转子永磁同步电动机的参数计算与性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 LSPMSM研究现状 |
| 1.2.1 实心转子感应电动机 |
| 1.2.2 笼型转子LSPMSM |
| 1.2.3 实心转子LSPMSM |
| 1.2.4 复合实心转子LSPMSM |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 复合实心转子LSPMSM电磁参数计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电机结构与工作原理 |
| 2.3 起动阶段状态方程组修正 |
| 2.3.1 未计及交叉耦合效应的状态方程组 |
| 2.3.2 计及交叉耦合效应的电磁参数引入与磁链方程修正 |
| 2.4 电磁参数计算 |
| 2.4.1 u_(qs)/u_(ds)对应相量以及i_(qs)/i_(ds)与φ_(qs)/φ_(ds)基波相量的计算 |
| 2.4.2 L_(qm)、L_(dm)、L_(qd)、ψ_(PMQ)、ψ_(PMD)的计算 |
| 2.4.3 R_(qr)、R_(dr)、L_(lqr)、 L_(ldr)的计算 |
| 2.4.4 动态模型搭建 |
| 2.5 起动能力分析 |
| 2.5.1 起动阶段电磁转矩表达式 |
| 2.5.2 起动性能评估指标的选取与计算 |
| 2.5.3 电磁参数变化对起动能力的影响分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 复合实心转子LSPMSM磁场计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 同步运行磁场计算 |
| 3.2.1 磁场计算区域形状变换 |
| 3.2.2 子域划分以及各子域矢量磁位表达式的确定 |
| 3.2.3 各子域之间的交界面条件 |
| 3.2.4 计算结果 |
| 3.3 异步稳定运行磁场计算 |
| 3.3.1 磁场计算模型的降维、缩减与变形 |
| 3.3.2 矢量磁位计算 |
| 3.3.3 计算结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 复合实心转子LSPMSM电磁振动分析与削弱 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 气隙磁密计算 |
| 4.2.1 B_(r,PM)的计算 |
| 4.2.2 B_(r,s)的计算 |
| 4.2.3 B_(r,air)的计算 |
| 4.3 径向电磁力密度的计算 |
| 4.4 径向电磁力密度谐波幅值削弱措施 |
| 4.4.1 非均匀气隙 |
| 4.4.2 永磁体分段斜极 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 复合实心转子LSPMSM转子涡流损耗削弱与冷却系统改进 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 转子涡流损耗的分析与削弱 |
| 5.2.1 气隙磁密异步谐波的计算 |
| 5.2.2 转子涡流损耗削弱措施 |
| 5.2.3 样机综合性能优化 |
| 5.3 冷却系统的分析与改进 |
| 5.3.1 一般冷却系统结构 |
| 5.3.2 改进冷却系统结构 |
| 5.3.3 改进冷却系统效果验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 样机试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样机1 综合性能试验 |
| 6.2.1 空载电动势测试 |
| 6.2.2 负载运行性能测试 |
| 6.2.3 堵转性能测试 |
| 6.3 样机2 带载起动、空载与堵转试验 |
| 6.3.1 带载起动转速测试 |
| 6.3.2 空载电动势测试 |
| 6.3.3 堵转转矩测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间学术成果 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）半正交矩模型及四元数分数阶矩算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 矩及不变矩的研究背景及意义 |
| 1.2 矩及不变矩的研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作及内容安排 |
| 1.3.1 主要工作 |
| 1.3.2 内容安排 |
| 1.3.3 各章之间的关系简介 |
| 第二章 图像矩相关理论基础 |
| 2.1 矩及不变矩的相关理论基础 |
| 2.1.1 几何矩 |
| 2.1.2 复数矩 |
| 2.1.3 旋转矩 |
| 2.1.4 正交矩 |
| 2.1.5 半正交矩 |
| 2.2 不变矩的几何不变性设计方法 |
| 2.2.1 旋转不变性 |
| 2.2.2 平移不变性 |
| 2.2.3 缩放不变性 |
| 第三章 半正交exponent-Fourier矩及几何不变性识别算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 半正交exponent-Fourier矩 |
| 3.2.1 经典的exponent-Fourier矩 |
| 3.2.2 半正交exponent-Fourier矩 |
| 3.2.3 半正交exponent-Fourier矩的计算 |
| 3.3 半正交exponent-Fourier矩的特性分析及对比 |
| 3.3.1 SO-EFMs的计算特性分析对比 |
| 3.3.2 SO-EFMs的时频特性分析 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 半正交exponent-Fourier矩的图像重构性能 |
| 3.4.2 半正交exponent-Fourier矩的几何不变性实现 |
| 3.4.3 图像矩的计算耗时分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 参数可调的通用半正交矩 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 通用半正交图像矩的建立 |
| 4.3 基于正弦函数的半正交图像矩 |
| 4.3.1 半正交-正弦径向函数矩的稳定性分析 |
| 4.3.2 半正交-正弦径向函数矩的频域分析特性 |
| 4.3.3 局部特征提取(ROI)特性 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 半正交-正弦径向函数矩的全局特征提取 |
| 4.4.2 半正交-正弦函数矩的局部特征提取 |
| 4.4.3 旋转不变性识别及其噪声鲁棒性 |
| 4.4.4 纹理图像识别 |
| 4.4.5 图像矩计算耗时对比实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Walsh矩及相关算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Gibbs效应 |
| 5.3 Walsh图像矩 |
| 5.3.1 Walsh正交矩(WOMs) |
| 5.3.2 替代的Walsh-Fourier矩及加权的Walsh-Fourier矩 |
| 5.3.3 半正交Walsh图像矩 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.4.1 Gibbs噪声对图像重构的影响 |
| 5.4.2 字符识别实验 |
| 5.4.3 图像矩计算耗时对比实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 四元数分数阶广义Laguerre矩 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 四元数及分数阶图像矩理论 |
| 6.2.1 四元数的表示及性质 |
| 6.2.2 分数阶图像矩 |
| 6.3 广义Laguerre多项式 |
| 6.4 四元数分数阶广义Laguerre矩 |
| 6.4.1 分数阶广义Laguerre多项式 |
| 6.4.2 四元数分数阶广义Laguerre矩 |
| 6.4.3 四元数分数阶广义Laguerre不变矩的构造 |
| 6.5 实验结果与分析 |
| 6.5.1 彩色图像全局重构实验 |
| 6.5.2 彩色图像ROI局部重构实验 |
| 6.5.3 最优参数取值决策 |
| 6.5.4 图像几何不变性识别 |
| 6.5.5 图像矩的计算耗时分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 附录 A:SO-EFMs的离散化计算过程 |
| 附录 B:式(4-3)中正交性的证明过程 |
| 附录 C:式(4-5)中正交性的证明过程 |
| 附录 D:式(6-26)中正交性的证明过程 |
| 附录 E:式(6-27)中递归算法的证明过程 |
| 附录 F:式(6-39)中计算的证明过程 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）免解包快速相位成像方法及其实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 相位显微成像技术发展现状 |
| 1.3 免解包双波长相位成像方法研究现状 |
| 1.4 非解包相位处理方法现状 |
| 1.5 本文研究目的和主要研究内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 本论文的研究内容 |
| 1.5.3 本文创新点 |
| 第二章 免解包双波长三步相移干涉下的相位成像方法 |
| 2.1 双波长相移干涉基本原理 |
| 2.2 双波长三步相移干涉下微分相位恢复方法 |
| 2.2.1 微分相位恢复方法的基本理论 |
| 2.2.2 小球模型模拟与讨论 |
| 2.2.3 血细胞模拟与讨论 |
| 2.3 双波长三步相移干涉下径向希尔伯特变换相位恢复方法 |
| 2.3.1 径向希尔伯特变换相位恢复理论 |
| 2.3.2 数值模拟与讨论 |
| 2.3.3 双波长实验光路 |
| 2.3.4 实验验证与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 免解包双波长一次干涉相位成像 |
| 3.1 双波长一次相位成像基本理论 |
| 3.2 数值模拟与讨论 |
| 3.2.1 平面波模拟 |
| 3.2.2 球面波模拟 |
| 3.3 实验对比与讨论 |
| 3.3.1 平面波实验 |
| 3.3.2 球面波实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 细胞亚类免解包相位特征分析 |
| 4.1 无解包相位特征分析方法 |
| 4.1.1 直角坐标系与极坐标系之间的转换原理 |
| 4.1.2 模型特征提取方法 |
| 4.2 极坐标下无解包核式细胞模型相位分析 |
| 4.2.1 直角坐标系下核式细胞模型 |
| 4.2.2 极坐标下核式模型包裹相位及讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
（7）各向异性应力条件下大变形柱孔扩张问题的理论与数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 传统柱(或球)孔扩张理论的研究现状 |
| 1.2.2 柱(或球)孔扩张理论的发展趋势 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 本文的研究内容和技术路线 |
| 2 初始应力各向异性大变形柱孔扩张问题的理论分析 |
| 2.1 采用Tresca屈服准则的大变形柱孔扩张的弹塑性解析解 |
| 2.1.1 模型的描述及基本假设 |
| 2.1.2 问题的求解思路 |
| 2.1.3 大变形压力-扩张关系的求解 |
| 2.1.4 平均总应力 |
| 2.1.5 柱孔扩张产生的孔隙水压力 |
| 2.1.6 结果的分析和讨论 |
| 2.2 采用Mohr-Coulomb屈服准则的大变形柱孔扩张的弹塑性解析解 |
| 2.2.1 塑性区应力 |
| 2.2.2 保角变换方程及弹塑性边界 |
| 2.2.3 大变形压力-扩张关系的求解 |
| 2.2.4 平均总应力 |
| 2.2.5 柱孔扩张产生的孔隙水压力 |
| 2.2.6 结果的分析和讨论 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 初始应力各向异性柱孔扩张问题的大变形数值模拟研究 |
| 3.1 问题的定义与基本假设 |
| 3.2 采用Tresca屈服准则的数值研究 |
| 3.2.1 数值模型建立 |
| 3.2.2 数值模型验证 |
| 3.2.3 塑性区分析 |
| 3.2.4 柱孔周围应力分布特点 |
| 3.2.5 参数分析 |
| 3.3 采用Tresca屈服准则的大变形柱孔扩张极限孔内压经验解 |
| 3.3.1 孔周极限压力经验解的拟合 |
| 3.3.2 孔周极限压力解析解与经验解的对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 初始应力各向异性柱孔扩张理论在水平定向掘进中的应用 |
| 4.1 基于柱孔扩张理论的水平定向掘进最大泥浆压力预测 |
| 4.1.1 水平定向掘进基本施工原理 |
| 4.1.2 水平定向掘进最大泥浆压力计算方法 |
| 4.2 水平定向掘进工程实例 |
| 4.2.1 工程实例概况 |
| 4.2.2 施工方案 |
| 4.2.3 数据对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 今后研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 |
| C. 学位论文数据集: |
| 致谢 |
（8）超临界CO2压裂煤体分阶段致裂机理及裂缝扩展规律（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 SC-CO_2压裂煤体的分阶段致裂原理 |
| 2.1 煤体的孔裂隙结构特征 |
| 2.2 SC-CO_2压裂全过程相态特征及分阶段致裂机制 |
| 2.3 SC-CO_2压裂阶段的能量耗散 |
| 2.4 CO_2相变致裂阶段的爆裂能量 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 真三轴SC-CO_2压裂煤体裂缝扩展试验 |
| 3.1 真三轴SC-CO_2压裂试验方案 |
| 3.2 SC-CO_2压裂过程中的压力-时间演化规律 |
| 3.3 热流固耦合作用下煤体裂缝扩展形态 |
| 3.4 SC-CO_2压裂煤体的复杂裂缝形成机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 SC-CO_2压裂的裂缝起裂准则及剪切滑移行为 |
| 4.1 煤层钻孔围岩应力场分析 |
| 4.2 SC-CO_2压裂的裂缝起裂准则 |
| 4.3 SC-CO_2裂缝与天然裂缝相交的剪切滑移行为 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 流固耦合-相变当量分阶段模拟方法及裂缝动态扩展特征 |
| 5.1 流固耦合-相变当量分阶段压裂数值模拟方法 |
| 5.2 分阶段压裂数值模拟方法的验证 |
| 5.3 单孔裂缝动态扩展行为特征 |
| 5.4 多孔相向裂缝动态扩展行为特征 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 SC-CO_2压裂效果的混合智能预测模型及应用 |
| 6.1 DGWO-SVM混合智能模型 |
| 6.2 模型训练参数的选取与量化 |
| 6.3 DGWO-SVM混合模型的建立与预测 |
| 6.4 SC-CO_2压裂工程设计方法 |
| 6.5 SC-CO_2压裂试验矿井工程设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）矿山及地下工程特殊力学问题哈密顿体系求解（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究目的与内容 |
| 2 直角坐标哈密顿力学的基本方程及应用 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 哈密顿体系原理 |
| 2.3 矩形域哈密顿力学基本方程 |
| 2.4 嵌岩桩端部平面应力问题 |
| 3 极坐标哈密顿力学的平面分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 扇形域哈密顿力学基本方程 |
| 3.3 静水地压力下的巷道围岩 |
| 3.4 非静水地压力下的巷道围岩 |
| 3.5 多层厚壁圆筒的应力分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 共形映射转换的哈密顿力学问题 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 共形映射基本理论 |
| 4.3 静水地应力下的椭圆形巷道 |
| 4.4 非静水地应力下的椭圆形巷道 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 空间轴对称哈密顿力学问题 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 空间轴对称哈密顿力学基本方程 |
| 5.3 立井井筒的空间应力计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）任意功率因数下并网变流器的广义阻抗建模及其二次侧测量方法（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 阻抗法的研究现状 |
| 1.3 现有的阻抗测量方法 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 2 并网变流器的动态特性及变流器并网系统模型 |
| 2.1 并网变流器的动态特性 |
| 2.2 变流器并网系统模型 |
| 3 次超同步频段的广义阻抗建模与测量 |
| 3.1 次超同步频段内环注入扰动的并网变流器端口特性推导 |
| 3.2 次超同步频段扰动注入试验的并网变流器系统的原-对偶电路 |
| 3.3 次超同步频段广义导纳计算方法 |
| 3.4 信号采集及处理 |
| 3.5 测量流程图 |
| 3.6 算例分析与验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 中低频段P-Q外环控制的广义阻抗建模与测量 |
| 4.1 中低频段P-Q外环控制的并网变流器的阻抗模型 |
| 4.2 中低频段P-Q外环控制的并网系统扰动下的原-对偶复电路 |
| 4.3 中低频段P-Q外环控制的并网变流器广义导纳计算方法 |
| 4.4 算例分析与验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 中低频段U_(dc)-Q外环控制的极坐标下的阻抗建模与测量 |
| 5.1 中低频段U_(dc)-Q外环控制的并网变流器的阻抗模型 |
| 5.2 中低频段U_(dc)-Q外环控制的并网变流器阻抗变工况测量方法 |
| 5.3 算例分析与验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 本文的不足以及进一步展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间的科研成果 |
| 作者简介 |
四、极坐标系下两类变换公式的推导（论文参考文献）
- [1]旋转采样综合孔径辐射计极坐标采样理论与定标方法研究[D]. 郭曦. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [2]双站雷达成像几何与辐射特性分析[D]. 李婷婷. 中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院), 2021(01)
- [3]二维激光雷达扫描系统设计与SLAM研究[D]. 范正兵. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]复合实心转子永磁同步电动机的参数计算与性能分析[D]. 闫博. 山东大学, 2021(11)
- [5]半正交矩模型及四元数分数阶矩算法研究[D]. 何冰. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [6]免解包快速相位成像方法及其实验研究[D]. 沈启宝. 江苏大学, 2020
- [7]各向异性应力条件下大变形柱孔扩张问题的理论与数值研究[D]. 李雪苑. 重庆大学, 2020(08)
- [8]超临界CO2压裂煤体分阶段致裂机理及裂缝扩展规律[D]. 闫浩. 中国矿业大学, 2020
- [9]矿山及地下工程特殊力学问题哈密顿体系求解[D]. 姜忠宇. 中国矿业大学, 2020
- [10]任意功率因数下并网变流器的广义阻抗建模及其二次侧测量方法[D]. 万炜. 浙江大学, 2020