导航与控制

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高春峰,魏国,周健,谢元平,龙兴武

导航与控制. 2013, 12(3): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.001

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在载体线运动状态下,单纯依靠捷联惯组自身的测量是无法实现自主对准的,此时传统的粗对准方法误差大甚至不可用。本文设计了一种基于激光多普勒测速仪的行进间快速对准方法,理论分析表明,通过对传统惯性系对准算法中加入速度及加速度修正项完全可以实现载体存在非周期线运动情况下的快速对准。仿真结果表明,在激光多普勒测速仪测速精度在0.5%、输出速度更新频率在20Hz的情况下,输出对准姿态角在150s以内即可收敛到稳态值,横摇角和俯仰角误差在25″以内,航向角误差在0.03°以内,可以满足一定精度范围内的快速对准需求,也可以为后续的精对准过程提供较为准确的初始姿态。

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单轴稳定技术在盘旋跟踪地面目标中的应用

刘伟,王洋,王盛

导航与控制. 2013, 12(3): 6-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.002

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针对小型无人机,设计一种安装于机身左侧下方的单轴光电探测系统来修正视场纵向误差,同时配合无人机的航向控制,对目标进行盘旋跟踪。控制系统在设计过程中采用纵向通道和横向通道解耦、方位失谐量修正和俯仰失谐量修正解耦的控制方式。飞行试验表明,该控制方式能够持续稳定的跟踪地面目标,使地面目标的成像点趋向于光心,达到了盘旋跟踪的预期效果。

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基于星敏感器的平台失准角测量精度分析与提高

张贻红,孟倩,王汀,夏刚

导航与控制. 2013, 12(3): 11-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.003

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在平台惯性/天文组合导航系统中,星敏感器可由单星方案或双星方案测量平台失准角。本文推导了两种方案的算法,并进行了精度分析和仿真,提出了提高测量精度的途径。通过对影响星敏感器姿态测量精度的因素进行仿真,本文提出,采用大视场、测量噪声小的星敏感器克服单星方案中绕星敏感器光轴方向姿态误差太大的问题,从而满足平台惯性/天文组合导航系统对星敏感器测量平台失准角的精度要求。

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大型精密稳定平台阻尼减振系统仿真与优化设计

段荣,卢小东

导航与控制. 2013, 12(3): 18-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.004

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机载大型高精度惯性测量设备对稳定平台的隔振环境要求很高。本文提出了增加斜置阻尼器的平台阻尼减振系统方案,并通过有限元仿真软件对该系统方案进行了动力学仿真验证,包括模态、谐响应、瞬态动力及随机振动等方面的分析。对系统的实际谐振频率、动态放大系数、缓冲加速度及随机振动加速度响应等方面进行了计算、比较和优化。从中进一步认识了减振器、斜置阻尼器参数及其组合在六自由度减振系统中的作用和影响。所述方法具有重要的实际工程分析意义,有助于减少试验成本,缩短研制周期。

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基于先验信息的多光纤惯组快速检测方案研究

邬战军,黄庆芳,叶勉

导航与控制. 2013, 12(3): 24-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.005

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针对含多惯组制导弹箭的长期整弹贮存期检测问题,提出了基于先验信息比对的快速检测方案。该方案建立了光纤惯组检测适用误差模型,在弹箭内各惯组相对姿态不变的前提下,以历史检测姿态角作为先验信息,通过惯性器件输出直接计算当前惯组相对姿态角,并结合姿态矩阵正交化特性进行比对。通过该方法可检测出弹箭内各惯组器件性能是否达标,缩短了检测时间,简化了检测流程。理论分析和仿真结果验证了该方案的可行性。

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二频机抖激光陀螺单轴旋转惯导系统阻尼技术研究

魏国,刘灿,尹洪亮,龙兴武,李耿

导航与控制. 2013, 12(3): 31-35. https://doi.org/10. 3969/j. issn. 1674-5558.2013.03.006

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为降低单轴旋转惯导系统输出的振荡误差，提高系统导航精度，本文立足于平台式惯导系统阻尼的基本原理，将阻尼技术推广到捷联惯导系统中，推导了捷联惯导系统阻尼解算算法，进行了二频机抖激光陀螺单轴旋转惯导系统纯惯性导航试验，以及外速度水平队尼和外速度全阻尼离线仿真实验。结果表明，和纯惯导相比，外速度水平阻尼网络能够有效地消除系统舒勒周期振荡误差，最大速度误差由1.2m/s减小到0.28rn/s，最大位置误差也由1.2nm减小到0.8nm。外速度全队尼网络能够同时消除舒勒周期振荡误差和地球周期振荡误差，最大位置误差由1.2nm减小到0.62nm，有效地提高了系统的输出精度。

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基于AFSA的加速度计温度误差建模及参数辨识技术研究

李光春,朱慎博,何云丰,曹延哲

导航与控制. 2013, 12(3): 36-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.007

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减小温度变化对石英挠性加速度计输出的稳定性的影响,对提高惯性导航系统的精度有十分重要的意义。在建立石英挠性加速度计静态温度模型的基础上,采用AFSA对模型参数进行寻优,并给出了详细的建模步骤。结果分析表明,人工鱼群算法能够准确,快速的寻到模型参数。根据所建立的温度模型对加速度计输出进行补偿,加速度计的温度特性有了明显的改善。

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用于重力梯度仪标校的引力产生装置轨迹优化方法

马存尊,李海兵,杨慧,马杰

导航与控制. 2013, 12(3): 39-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.008

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本文主要讨论一种利用引力产生装置轨迹的移动进行引力梯度测试、标定和校准的方法。首先研究了引力产生装置对重力梯度测量系统的作用力影响,给出旋转式重力梯度仪的测量原理,推导了引力产生装置在重力梯度仪测量系统中的引力梯度信号输出表达式。文中设定了引力梯度测试参数,比较引力产生装置在空间中的不同位置移动区域产生的引力梯度信号的输出变化范围,确定引力产生装置的最佳轨迹。最后对重力梯度的测试标校方法作进一步分析。

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基于模糊PID的单轴转台控制器设计

李春平,黄冠,张玲,钟正虎

导航与控制. 2013, 12(3): 43-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.009

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模糊控制也称为控制上的专家系统,基于模糊控制提供的架构可对人的行为和决策实现智能分析。本文以某单轴转台为研究对象,设计了基于模糊PID的单轴转台控制器,应用Simulink进行仿真分析。仿真分析结果表明,此模糊PID控制器克服了传统PID控制算法鲁棒性差的缺点,提高了系统抗参数变化和外部干扰的能力,拓宽了转台的应用领域,在实际工程中具有较高的参考价值。

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跟踪微分器在车载晃动基座粗对准中的应用研究

邓麟,李汉舟,高卓,彭俊文

导航与控制. 2013, 12(3): 47-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.010

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阐述了TD跟踪微分器在信号跟踪和滤波的基本原理,针对载体处于大晃动的条件下难以实现粗对准这一问题,在已有惯性系对准方法的基础上提出了改进的惯性系对准方案,即采用TD跟踪微分器进行加速度计的线加速度的重构和滤波,以抑制线晃动干扰。通过对车载实测数据的计算机仿真与分析,并与经典的IIR滤波比较,结果证明,该抗线干扰技术具有抗干扰能力强、稳定性较好和精度高的特点。是一种抗强晃动干扰的有效粗对准方案。

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“动中通”三轴天线跟踪机理研究

邬江,曾宪超,王盛

导航与控制. 2013, 12(3): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.011

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基于捷联跟踪式三轴天线“动中通”系统推导了天线姿态角求解算法,并且定义了天线俯仰角和方位角范围。针对工程中出现的三轴天线“动中通”系统在低纬度地区跟踪卫星时天线方位角跳变的情况,在理论分析的基础上结合仿真得出了天线姿态角突变的机理。由于卫星矢量在车体系内水平两个坐标分量的符号会出现改变,从而引起天线方位角的突变,引起伺服系统驱动能力不足,致使跟踪中断。最后针对该问题设计了两种解决方案。

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自适应滤波对提高光电吊舱目标定位精度的研究

高卓,江泽

导航与控制. 2013, 12(3): 56-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.012

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针对机载光电吊舱目标定位精度的问题,提出了一种采用LMS自适应噪声抵消技术来提高载机姿态角精度,从而提高目标定位精度的滤波方法。文章介绍了自适应滤波器噪声抵消的工作原理和LMS算法,并给出了LMS算法的Matlab仿真实现的滤波结果,通过分析仿真结果验证了该方法的有效性,并根据蒙特卡罗法计算1000次,得出该方法使经度误差减少了13.2%,纬度误差减少了10.3%,高度误差减少了15.8%。

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基于PCI-7354的三轴转台控制系统设计

张玲,李亮,周新敏,李春平

导航与控制. 2013, 12(3): 61-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.013

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三轴转台是测试惯性元件的关键设备之一。随着航天、航空工业的发展,对惯性元件的精度要求不断提高,同时也对测试转台的性能指标要求越来越高。本文以三轴转台伺服系统为研究对象,确定了基于PCI-7354运动控制卡和直流伺服电机的控制方案,应用PCI-7354运动控制卡的伺服控制,通过系统调试完成了转台控制系统的设计。试验结果表明,该转台控制系统具有精度高、稳定性好、开发周期短等特点,可以满足实际应用的需要。

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一种非接触式双目视觉系统结构参数测量方法

任继昌,杨晓东

导航与控制. 2013, 12(3): 65-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.014

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双目视觉系统的设计与精度分析都需要精确的系统结构参数,但普通的测量手段难以胜任。为解决该问题,提出了一种基于摄像机标定的非接触测量方法,以实现结构参数的测量。首先,在研究双目视觉系统精度的基础上给出了双目视觉系统设计和精度分析所涉及的结构参数;然后,在理论上推导了通过摄像机标定的系统外参数与系统结构参数的之间的关系;最后,通过标定实验在计算机中解算出了双目系统的外参数,进而测量了双目视觉系统的结构参数,获得了比较精确的系统结构参数。

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基于过程的惯性平台系统软件开发风险管理模型及应用

张娜,余贞宇

导航与控制. 2013, 12(3): 68-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.015

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本文利用基于过程的软件开发风险管理模型深入剖析了惯性平台系统软件的风险因素、风险事件,最后,结合工程实际对该软件的各项风险度进行了评价,得出了该项目仍需改进的地方。本文用具体、实用的科学工具对软件项目风险管理进行了一个完整的应用,总结出适合航天项目软件风险管理的模型,为日后类似项目的开发提供了依据和经验。

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新一代飞机航电系统的综合化趋势及关键技术

陈学江,陈昶昊

导航与控制. 2013, 12(3): 75-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.03.016

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基于飞机航电系统的发展演变历史,阐述了新一代飞机航电系统的综合化演变过程和主要特征,研究了新一代飞机综合化航电系统的结构趋势,提出了提高航电系统综合化水平需重点研究的关键技术。

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2013年, 第12卷, 第3期　刊出日期：2013-06-05

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