导航与控制

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张晶宇, 吴美平, 李涛, 段红华

导航与控制. 2012, 11(3): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.001

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在分析已有的Sage-Husa自适应滤波算法的基础上,本文首先推导了两种量测噪声自适应估计方法的等价性。为充分利用组合系统中已知的部分量测噪声参数,提高滤波稳定性和精度,研究了基于序贯结构的Sage-Husa自适应滤波算法;当组合系统测量噪声参数均为已知时,为降低算法复杂度,提高Sage-Husa自适应滤波的鲁棒性,加入协方差匹配的方法对序贯结构的Sage-Husa自适应滤波算法进行改进;通过在序贯结构下采用相应的信息融合策略,充分利用组合系统的输出信息。将两种算法分别应用于MIMU/GPS/磁强计组合系统中,基于跑车实验的离线数据分析表明,第一种滤波算法的滤波稳定性较标准自适应算法在滤波稳定性上有明显提高;第二种改进的滤波算法既降低了算法复杂度,又提高了抗野值效果,有效保持了组合系统在干扰状态下的导航精度。

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捷联惯测组合测试数据稳定性分析

袁林, 魏宗康

导航与控制. 2012, 11(3): 7-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.002

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惯测组合是惯性制导的核心部件,其参数的稳定性不仅代表了惯测组合的质量,同时对飞行实验精度有着决定性的影响。针对某惯测组合在单元测试中稳定性参数合格,但在综合测试中却表现不稳定,本文从惯测组合的一次通电稳定性入手展开分析,揭示造成两者测试差异的主要原因,进而分析了该惯测组合存在问题的根源以及对测试的影响,最后提出了解决问题的方法和建议。

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机载激光捷联惯导舰上动基座自对准试验研究

杜少军, 王轲, 李莉

导航与控制. 2012, 11(3): 11-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.003

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舰船停泊在港口或者在海上抛锚时,由于受到海浪的冲击而发生摇摆,这对从舰上起飞的飞机激光惯导对准提出了新的课题。本文利用基于惯性系重力加速度的粗对准算法获得了较高精度的初始姿态和航向,在此基础上利用卡尔曼滤波对姿态和航向残差进行估计和修正,实现了动基座条件下高精度对准。

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舰载武器惯导传递对准技术分析

高贤志, 刘红光, 陈伟, 邹毅

导航与控制. 2012, 11(3): 16-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.004

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舰船惯性大,加之受海水阻力和风力的影响,其运动态势较空中平台和陆地平台特殊,因此舰载武器系统惯导传递对准特性与机载、车载武器系统的惯导传递对准特性不同。通过对舰载武器系统惯导传递对准典型匹配方式的对比研究,结合舰船的运动特性及动态干扰特性,给出舰载武器系统惯导传递对准匹配方式选择原则。

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基于状态转换的双天线定向软件的设计与验证

张锐, 段红华, 吴美平, 祝建成

导航与控制. 2012, 11(3): 20-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.005

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在高动态的导航定位定向的应用中,经常会遇到观测环境比较恶劣的情况。针对这种情况,本文详细分析了在不同的变星情况下模糊度空间的传递过程,并以此为基础设计了一种基于状态转换的双天线定向软件。用户可以时刻了解系统的运行状态,便于用户进行其他实时操作。通过理论推导和实测仿真数据分析表明,该软件能很好地适用于卫星频繁遮挡的情况,且实验效果良好,长度为3m的基线其航向角精度优于0.1°,俯仰角精度优于0.2°,具有一定的实用价值。

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一种GPS伪距导航解算的改进方法

段宇鹏, 魏宗康

导航与控制. 2012, 11(3): 26-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.006

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根据GPS(Global Positioning System)全球定位系统的伪距定位原理,模拟仿真分析其不足之处,提出一种新的直接解算方法,使用MATLAB仿真和最小二乘迭代计算,对比出改进方法的优点,配合跑车试验,验证该方法的实用性。文章为深入研究和改进GPS等工作提供了基础。

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前后向迭代滤波算法在高精度姿态测量中的应用

王玉杰, 曹聚亮, 胡小平

导航与控制. 2012, 11(3): 30-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.007

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为了满足航空物探对于高精度姿态基准的需求,对前后向迭代滤波算法进行了研究。在前向捷联惯导算法的基础上,推导了后向捷联惯导算法,基于SINS/GPS组合导航方案构建了15状态Kalman滤波器,提出了前后向迭代滤波算法,通过仿真实验和转台实验对比了前后向迭代滤波算法与R-T-S平滑的估计效果。实验结果表明:经过前后向迭代滤波后,可以显著提高组合导航系统姿态估计精度,可以在长航时高动态条件下为航空物理探测仪器提供高精度的姿态参考基准。

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INS/ GPS组合导航在大失准角情况下行进对准技术的研究

王盛, 刘伟, 邬江, 韩军海

导航与控制. 2012, 11(3): 34-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.008

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针对行进对准初始航向角为大失准角的问题,提出了把航向信息耦合到Kalman滤波器量测方程中的方法使航向角收敛。通过分析激光惯导跑车的试验数据,发现即使在大失准角情况下,航向角都能快速收敛。说明该方法对于捷联惯性导航系统在行进中初始对准领域的推广应用具有重要的实际意义。

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基于导引头伺服回路的跟踪系统设计

郜开开, 王佳民, 王卿

导航与控制. 2012, 11(3): 38-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.009

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基于现代控制理论提出一种新颖的设计方法,采用内模原理设计伺服补偿器,可实现无静差跟踪和扰动抑制;利用状态反馈进行系统极点配置,使得系统具有良好的渐近稳定性和动态特性;用卡尔曼滤波技术可有效降低系统噪声和量测噪声对系统控制精度的影响,使得系统整体性能得到优化。

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螺旋三子样高精度捷联惯性导航算法

李保国, 向亚飞, 刘航

导航与控制. 2012, 11(3): 42-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.010

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针对捷联惯导系统高精度导航的需求,以螺旋理论为基础,采用螺旋补偿三子样推导出对偶四元数所表示的捷联惯导算法,并同时对载体的姿态、速度、位置进行更新,并以四阶截断三角级数近似三角函数进行对偶四元数更新和螺旋矢量更新。仿真和跑车实验结果表明:螺旋三子样捷联惯性导航算法的导航精度比一般四元数算法提高约15%,为相关领域的研究与实际应用提供参考。

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惯性平台稳定回路干扰观测补偿控制律设计

王帆, 王汀, 朱宗荣

导航与控制. 2012, 11(3): 48-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.011

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为改善惯性平台稳定回路静/动态性能,以工程实用性为原则,提出稳定回路干扰观测补偿控制律设计方法。从回路模型分析入手,借鉴干扰观测机制,将被控模型不确定性、轴端摩擦等视为未知扰动,通过前馈方式引入在线补偿,依据鲁棒稳定条件改进低通滤波器设计,结合线性反馈控制保证回路各项指标。模拟计算表明,该方法不仅保留经典控制响应快速、易调节等全部优点,而且系统鲁棒性显著提高。

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静电悬浮微加速度计气膜阻尼分析

张龙, 何志坚, 邓忠武, 马高印

导航与控制. 2012, 11(3): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.012

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气膜阻尼对静电悬浮微加速度计系统的动态特性有着重要的影响。本文首先根据流体力学理论,构建了描述微加速度计内部气体压膜阻尼特性的线性Reynolds方程和描述微加速度计内部气体滑膜阻尼特性的线性Navier-Stokes方程,推导出悬浮质量块在轴向和径向运动时的气膜阻尼系数,并进行比较。然后采用ANSYS软件进行仿真分析,结果表明,解析误差在10%以内。

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基于DSP技术的角位置伺服控制器设计

周新敏, 董艳国, 刘晓滨, 赵富

导航与控制. 2012, 11(3): 56-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.013

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随着数字信号处理器(DSP)功能越来越完善、运行速度越来越快、价格越来越低,本文提出了基于DSP技术的角位置伺服控制器设计方法,包括控制器的整体结构设计、控制算法设计和可靠性设计。利用DSP可以实现模数转换、数模转换、数字I/O的采集及控制算法。本文设计的控制器可以大幅度减小控制系统的体积、元器件的数量,并且提高了控制算法设计的灵活性和控制系统的可靠性。最后利用转台系统验证了角位置伺服控制器的有效性及实用性。

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差速电机驱动控制系统的研制

张微微, 兰燕, 贾利斌

导航与控制. 2012, 11(3): 61-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.014

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本文提出了一种适用于差速电机的驱动控制系统设计方案,该系统由直流转换电路、电机驱动电路和转速监测电路组成。通过样机生产及试验验证,结果表明该系统具有体积小、重量轻、效率高、调速范围宽等优点,满足设计指标和用户使用要求。

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半球动压马达自振动的分析

才小士, 李建春, 谭映戈

导航与控制. 2012, 11(3): 65-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.015

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本文采用加速度传感器,对半球动压马达径向平面内的两个垂直方向和轴向进行了振动测量。完成了对半球动压马达起动至停止全过程的振动数据采集。通过频谱数据分析,结合马达和轴承的工作特点,从机械、电磁等方面分析了半球动压马达振动产生的原因和特点。并通过对振动数据的处理,定性绘制出转子轴心的运动轨迹。

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铍仪表零件精加工后微细毛刺去除方法探析

薛凤举, 郭祎, 李春明, 姜雪冬

导航与控制. 2012, 11(3): 68-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.016

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航天产品对零件毛刺的去除要求极高。零件在精加工过程中会产生微细毛刺和材料堆积现象。这种现象对零件的尺寸检测、装配生产等都会产生不良影响。铍材作为惯性仪表零件的重要材料,其材料特性给去除毛刺带来了新的困难。我们经过大量的实验和摸索,找到了几种有效的铍仪表零件毛刺去除方法。同时在工艺文件中对具体零件的具体去毛刺方法及操作时的量化参数进行固化,取得很好的效果。

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惯性仪表中磁悬浮元件磁芯材料对其性能的影响

郝永勤, 袁朝阳, 王丽

导航与控制. 2012, 11(3): 71-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.017

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本文阐述了惯性仪表中磁悬浮元件的工作原理,分析了材料特性对磁悬浮元件性能的影响。通过对由性能差异较大的材料制成的磁悬浮元件进行参数测试,测试的结果验证了分析的正确性,为磁悬浮元件设计中的材料选用提出了有益的参考。

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基于CAN总线的六自由度电动平台状态监测

熊海国, 马建明, 胡吉昌

导航与控制. 2012, 11(3): 74-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.03.018

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由于CAN总线具有突出的实时性、可靠性以及灵活性等优点,将其应用于六自由度电动平台的控制系统中,对驱动器及交流伺服电机的运行状态进行监测。采用NI公司的PXI 8152高速CAN卡与6个驱动器之间进行通讯,并且基于LabVIEW的NI-XNET软件模块编制了状态监测软件和故障保护软件,实现了驱动器和交流伺服电机的状态监测以及系统发生故障时的安全保护。实验结果表明,基于CAN总线的六自由度电动平台状态监测系统易于实现,实时性好,抗干扰性强,并且运行稳定、可靠。

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2012年, 第11卷, 第3期　刊出日期：2012-08-05

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