2014年, 第13卷, 第2期　刊出日期：2014-04-05

  

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系统与应用
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  基于MIMU的适应多步态的步行导航算法

  马晓龙, 潘献飞, 胡小平, 唐康华

  导航与控制. 2014, 13(2): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.001

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  针对目前国内外步态导航算法中引入的零速检测大都不能很好的对多种步态的行走进行辨识的问题,提出了基于低成本MIMU(微惯性测量单元)、且能兼容多种步态的步行导航算法。算法通过采集安置在行人脚部MIMU输出的测量信息,用捷联惯性积分算法进行导航解算。其间,提出一种新的零速检测方法对行走时变化的步速和步型进行准确辨识,进而找到脚步的零速时刻点,并通过设计的扩展卡尔曼滤波(EKF)对导航解算结果进行零速修正(ZUPT),实现系统的反馈。最后进行两组实验对算法验证。结果表明,该步态导航算法能对行走时的多步态问题有很好的兼容性,零速修正时刻辨识准确度高,两组实验的导航解算误差均达到0.6%以内,进一步提高了步态导航算法的精度和实用性。
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  主子惯导坐标系失调动态估计补偿方法研究

  陈志刚, 刘红光, 张崇猛, 刘俊

  导航与控制. 2014, 13(2): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.002

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  本文研究了船体静态变形角、动态变形角引起的主子惯导坐标系失调角动态补偿方法。研究表明:速度加姿态匹配能够在线估计补偿船体静态变形引起的主子惯导坐标系失调角,角速度匹配传递对准方法能够在线估计补偿船体静态变形、动态变形引起的主子惯导坐标系失调角,两种匹配传递对准方法适用条件均受海况环境影响。
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  惯性平台全数字温控系统设计与实现

  闫光亚, 张学梅, 翟庆辉, 胡光龙

  导航与控制. 2014, 13(2): 13-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.003

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  惯性平台系统的导航精度会受到环境温度的影响,采用温控系统为平台提供稳定的工作温度能有效解决这一问题。本文将安装于台体的前端模拟温度采集电路改为数字温度采集电路,并采用数字总线传输,消除了模拟温度采集信号长距离传输引起的噪声和漂移。为了兼顾加温过程和温控精度,温控系统采用了分级、分段的控制策略。同时对温控系统进行了数字化设计,针对平台温控系统这种具有明显滞后性的被控对象,采用了带有遇限削弱积分法的无静差PID控制,有效克服了积分饱和对大滞后系统的影响。仿真和实验表明,通过采用全数字化设计,温控系统可以达到所要求的快速启动、输出稳定及温控精度要求。
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  针对大气层外目标的双弹协同拦截中制导律设计

  路畅, 沈林成, 谢海斌

  导航与控制. 2014, 13(2): 17-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.004

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  论文以大气层外弹道导弹目标为研究对象,考虑拦截弹中段发动机推力固定耗尽关机方式,针对多拦截弹拦截目标问题,提出一种基于零控脱靶量的双弹协同拦截中制导律。在基于零控脱靶量的中制导律的基础上,以两枚拦截弹的预期拦截点作为协调变量,在两枚拦截弹在零控脱靶量满足末段制导要求情况下,调整两弹的预期拦截点使其一致。分析满足协同拦截的两枚拦截弹的中段初始条件,设计了相应的应对策略。该制导律具有通信负担低,鲁棒性较强的特点。仿真算例表明,所设计的双弹协同中制导律可以有效协调两枚拦截弹实现协同拦截。
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  基于无线传感网络的可佩戴式生命体征监测系统设计

  傅先进, 杨乐

  导航与控制. 2014, 13(2): 23-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.005

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  论文介绍了一种以ATZB-24-A2为核心处理芯片,以ZigBee无线组网技术为通信手段,利用体温、脉搏等传感器实现生命体征测量,并对测量所得生物电信号进行放大、分析、处理、传输,最终实现生命体征数据的中远程无线监测的实现方法。该方法面向单兵的生命体征监测、老年人的看护和医疗机构的生命体监测问题,能够有效弥补传统监测方法上的不足。
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  基于FPGA的捷联惯组数据采集系统设计与实现

  庞彬, 黄冠, 陈玲, 黄常青

  导航与控制. 2014, 13(2): 28-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.006

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  惯性器件性能的好坏直接决定了武器系统的性能,惯性器件的测试工作需要专门的脉冲采集系统来实现,本文介绍了一种基于FPGA的新型惯组脉冲采集系统,通过选用XC3S1000-4FGG676I芯片轻松实现了多路脉冲信号、交直流电压量以及温度传感器信号采集,抗干扰措施的采用有效地保证了该系统的稳定性和可靠性,经过大量的试验考核目前已经正式运用于捷联惯组的单元测试过程中。
仪表与电路
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  基于FPGA的平台地面电路系统设计

  张学梅

  导航与控制. 2014, 13(2): 32-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.007

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  本文围绕如何利用FPGA 技术实现平台地面电路系统功能这一主题进行了详细的系统设计、程序实现、程序仿真及结果分析。首先,依据平台系统的要求提出了基于FPGA的平台地面电路系统的总体设计方案。之后,按照接口电路的工作流程要求和状态控制要求,进行功能化模块设计和程序仿真。重点是按照地面控制回路电路的工作原理进行电路的连续系统设计、仿真、离散系统设计、仿真、分析、程序仿真及结果分析。最终,完成了FPGA的平台地面电路系统的设计。仿真的分析结果表明本设计控制流程正确,控制系统稳定可行,回路各项参数满足平台系统要求。
元器件技术
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  用于冷原子陀螺仪的高精度数字温度控制器

  叶惠, 李文萍, 朱志忠, 张天宇, 张安宁

  导航与控制. 2014, 13(2): 39-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.008

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  本文设计了一款高精度数字温度控制器,应用于冷原子陀螺仪的半导体激光器温度控制。文章详细介绍了温控设计的原理、控制策略,控制器采用积分分离PID控制原理,主控制器选用C8051F410,温度传感器采用AD590,通过DRV591芯片驱动半导体致冷器(TEC)并输入相应大小电流进行致冷或加热控制。并开展了高精度温控实验,达到很好的温度控制效果。
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  微小型转台控制器的SOPC实现

  李亮, 李瑾, 张少坡

  导航与控制. 2014, 13(2): 44-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.009

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  微小型转台控制器通常利用嵌入式系统,尽可能减小控制系统的体积。SOPC技术的不断发展,实现了在FPGA芯片嵌入内核处理器,将其作为控制器具有很大优势。使用Altera公司的FPGA作为控制器开发平台,完成了控制器硬件开发,并且利用Nios II作为嵌入式内核,开发了基于Avalon总线的IP核。开发的控制器应用到微小型转台控制中,提高了控制器的集成度。
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  基于改进PSO算法的PID控制器参数优化

  焦巍, 王悦勇, 程伟民, 武应华

  导航与控制. 2014, 13(2): 48-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.010

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  针对PID控制器参数设计问题,提出了一种基于改进PSO算法的优化方法。该方法将初始的粒子群分成两组搜索方向相反、相互协同的主、辅子群,在保持种群小规模情况下,增强算法全局探索能力,实现高精度的优化结果。仿真结果表明,该方法相比于传统算法,所得到的控制器参数使控制系统获得了更好的动态响应特性和满意的控制效果。
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  激光陀螺四位置寻北仪提高精度方法

  纪文涛, 张浩, 韩军海, 罗强力

  导航与控制. 2014, 13(2): 53-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.011

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  为消除激光陀螺零偏和常值漂移的影响,采用四位置方案来实现高精度寻北。本文简述了单轴激光陀螺四位置寻北方案,给出了陀螺敏感轴与机体系前向偏差角标定方法,研究了寻北仪在倾斜基座下数据补偿算法。本文研究了由于在四个位置上电机转动不到位所引起的误差补偿算法。通过对寻北仪系统测试,采用电机转动不到位补偿后数据标准差降低了0.02°,激光陀螺寻北仪系统达到了高精度快速寻北的要求。
材料与制造
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  半球动压马达半球孔加工误差的分析与改进

  黄德, 董君华, 曹勇, 谢应龙

  导航与控制. 2014, 13(2): 57-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.02.012

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  本文分析了手工研配陀螺动压马达半球孔与轴配合间隙过程中,孔易出现的各种形状误差的原因。针对误差出现的原因,提出了选择合理的磨料配方,采取改进研具形状、材料等切实有效的方法,解决了半球孔与轴的关键研配工艺,这些方法在实际工作中被证明是有效可行的。
测试技术
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  无人机目标定位系统光轴平行度快速调校和检测方法

  丁楠, 段荣, 崔嵬

  导航与控制. 2014, 13(2): 60-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2013.02.013

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  在无人机目标定位系统中,任务载荷光电稳定平台所承载的光电器件光轴平行性是决定定位精度的重要因素,需要经常检查和调整。阐述了一种机载光电稳定平台中光电器件光轴平行度快速调校和检测系统。介绍了该系统中两个光电器件光轴平行的装调检测原理及调校过程,提出了两种外场光轴平行度的快速检测方法,并比较了这两种方法的优缺点。所述方法经过工程实践证明可以很好地满足系统对光轴平行度的装调检测要求,具有实际的工程意义,有助于缩短调校检测时间和降低成本。