2014年, 第13卷, 第5期　刊出日期：2014-10-05

  

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系统与应用
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  大气层内导弹姿态控制方法研究

  崇玉海, 虞水俊, 韩阳

  导航与控制. 2014, 13(5): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.001

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  本文以大气层内导弹为研究对象,对导弹的姿态控制方法进行研究。根据大气层内导弹运动方程组及空气动力方程等得出导弹的姿态控制系统数学模型。由于导弹的姿态控制数学模型是强耦合、非线性的,因而在控制器设计之前,采用小扰动理论进行线性化处理,得到俯仰、偏航、滚转三个通道的传递函数。针对特征点,采用PD控制方法分别设计三通道的控制律,在此基础上,进一步设计了基于增益调度的PD控制规律。仿真结果表明,提出的姿态控制方法可以实现大气层内导弹的姿态控制,满足指标要求。
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  惯导平台关键结构压力适应性仿真分析

  刘自立, 胡光龙, 徐峰涛, 杨晓莺

  导航与控制. 2014, 13(5): 7-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.002

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  为提高高精度惯导平台的环境适应性,需要平台壳体结构在压差较大的环境中保证较好的刚强度与稳定性,从而保证系统正常工作。本文首先依据实物模型建立了平台壳体关键件的有限元模型,较好的保证了结构的各类功能性结构特征;其次,仿真分析了结构在压差环境下的刚度强度特性;再次,对薄壁拱形结构稳定性进行仿真分析;最后,结合仿真数据,针对部分结构提出优化设计建议以进一步提高系统的压力适应性。
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  SINS/GNSS组合导航测试系统用惯导模拟源技术研究

  谷俊豪, 蔡春龙, 王国栋, 杨艳广

  导航与控制. 2014, 13(5): 12-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.003

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  针对光纤陀螺SINS(捷联惯性导航系统)与GNSS(全球卫星导航系统)组合导航产品高动态性能测试难的问题,本文研究了一种组合导航测试系统,并对捷联惯导模拟源进行了重点研究。首先以捷联惯导解算算法为基础逆推出了捷联惯导模拟源算法,然后对捷联惯导模拟源进行了功能实现,可以与导航卫星信号模拟源同步向组合导航计算机发送数据用于组合导航解算。最后对捷联惯导模拟源的功能与性能进行了验证。结果表明,捷联惯导模拟源功能正常,模拟数据的精度达到设计要求。利用此惯导模拟源与导航卫星信号模拟源配套使用,将可满足后续SINS/GNSS组合导航系统的相关性能测试或验证要求。
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  提高导航精度的载波相位平滑伪距方法研究

  沈伟, 黄继勋

  导航与控制. 2014, 13(5): 17-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.004

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  本文推导了基于载波相位平滑伪距技术的SINS/BD组合导航公式并进行误差分析。结合北斗卫星伪距的无模糊度和载波相位的高精度的特点,在组合导航系统中采用北斗载波相位平滑伪距的方法提高导航的精度,最终对处理效果进行实验验证。验证了此方法提高组合导航精度的有效性。
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  基于三维激光成像系统的相机标定方法

  赵龙, 魏子寅, 范玉宝, 魏宗康, 夏刚

  导航与控制. 2014, 13(5): 22-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.005

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  三维激光成像系统中点云数据与影像数据的融合可以对被扫描物体赋予真彩色。为了获得点云数据与影像数据良好的融合效果,就需要精确的确定载体坐标系与相机坐标系之间的关系。本文针对三维激光成像系统点云模型真彩色处理方法进行研究,提出了一种基于三维激光成像系统的相机标定方法。通过对相机坐标系的标定,建立点云数据与影像数据之间的数学模型。实验结果显示,采用所提出的方法,能够使得三维立体点云数据与影像数据精确融合。最终得到被扫描目标的真彩色3D模型。
仪表与电路
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  高分辨率电流频率转换电路设计

  王晓东, 黄伟, 车鹏宇, 宋雪杰

  导航与控制. 2014, 13(5): 28-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.006

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  随着惯性技术的发展,对电流频率转换电路的分辨率要求越来越高,以往常用的I/F转换电路已经不能满足要求,本文在传统电路的基础上结合FPGA和DSP提出了一种电路设计思路来提高分辨率。设计了硬件电路和软件电路。根据大量的试验数据分析,此改进电路在不损失电流频率转换电路线性度和稳定性的精度下,把电路的分辨率提高了一个数量级,解决了高精度电流频率转换电路分辨率低的问题,进一步扩大了电流频率转换电路的使用范围。
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  静基座捷联惯性组合加速度计高阶误差项显著性分析

  刘璠, 杨洋, 魏宗康, 赵龙

  导航与控制. 2014, 13(5): 32-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.007

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  在标定捷联惯组加速度计时,一般采用多位置试验,但是目前并未对多位置试验所能标定出的误差系数数量和标定结果的有效性进行分析,本文针对这一问题展开了研究。首先,阐述了带有高次误差项的捷联惯组加速度计误差模型。然后,针对一般6位置标定方法无法完成这一模型标定的缺陷,提出了一种18位置标定方法。进行标定后,运用显著性分析方法,对误差模型本身和其中的参数的有效性进行了分析。最后,通过重复进行去除最不显著项、再标定、显著性检验等步骤,获得了试验室条件下所能标定的捷联惯组加速度计组合误差模型。
元器件技术
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  陀螺飞轮动力学特性建模分析

  章晓明, 刘玉娇

  导航与控制. 2014, 13(5): 37-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.008

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  本文建立了陀螺飞轮的多体动力学模型,用于精确描述其动力学现象。基于简化的多体动力学方程,建立了陀螺飞轮转子两维摆角对力矩器及壳体角速度的传递函数。以此为基础设计了陀螺飞轮转子两维摆角伺服控制系统。仿真结果表明:该控制系统在时变参数条件下能够实现高速转子两维摆角解耦及稳定控制,对实现陀螺飞轮闭环控制具有重要意义。
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  无位置传感器无刷直流电机控制技术在血泵中的应用

  肖跃华, 杨通, 刘慧敏, 才小士, 郝永勤

  导航与控制. 2014, 13(5): 42-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.009

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  针对血泵要求电机控制系统硬件电路简单、速度控制精确、稳定可靠等特点,本文论述了基于可编程逻辑芯片XC3S400的无位置传感器无刷直流电机控制系统,介绍了无位置传感器电机控制的反电势过零测转子位置、速度闭环控制。软件结合了增量式PID算法的优点,实现精确稳定的速度闭环控制。经过溶血与动物试验结果表明,本控制系统调速性能好、稳定可靠,对血泵溶血、动物试验的长期运行起到了很好的保障,该控制系统已应用于实际的产品中。
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  松耦合变压器磁路建模改进方法研究

  白亮宇, 郝永勤, 谭映戈

  导航与控制. 2014, 13(5): 48-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.010

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  在非接触电能传输(CIPT)系统中,松耦合变压器的设计,是整个系统设计的关键。本文利用细分磁通管的方法提出改进的罐形松耦合变压器磁路模型,给出各部分磁阻和松耦合变压器耦合系数的量化计算方法。此建模方法可以作为一般的CIPT电气参数设计方法推广到其他类型松耦合变压器。
测试技术
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  基于VC＋＋和CVI的光纤陀螺测斜仪自动化标定与测试系统

  程世超, 高爽, 林铁, 李先慕, 徐美宝

  导航与控制. 2014, 13(5): 53-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.011

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  针对光纤陀螺测斜仪的标定和导航精度测试,设计了一种自动化标定与测试系统。该系统利用高精度转台作为运动控制设备,数据采集盒以FPGA和DSP作为硬件核心,标定软件采用VC++作为开发平台,转台控制软件采用LabWinows/CVI作为开发平台,两个软件之间通过基于以太网的UDP协议进行通信。通过测试表明,该系统有效降低了人为因素引入的标定参数误差,提高了导航精度,并缩短了标定与精度验证的时间。
综述与动态
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  AGV技术发展综述

  宁志民

  导航与控制. 2014, 13(5): 58-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2014.05.012

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  AGV是现代自动化物流系统中的关键设备之一, 它以电池为动力, 装备有电磁或光学等自动导引装置, 能够独立自动寻址, 并通过计算机系统控制完成无人驾驶作业。本文总结概括了AGV的发展概况,介绍了AGV的工作原理和应用领域,论述了AGV的关键技术及最新技术成果,为今后进一步设计出更好的AGV提供了参考。