导航与控制

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张涛, 陈晓阳, 顾家铭, 魏超

导航与控制. 2018, 17(1): 1-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.001

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根据转速和工作温度范围,航天轴承可选择固体润滑、油或脂润滑。航天轴承在轻载条件下工作,其失效一般是由于润滑剂损失、退化引起润滑膜破坏,磨损加剧导致轴承精度丧失。航天轴承服役期考量的是精度寿命,即磨损寿命。对不同润滑工况下航天轴承磨损寿命的影响因素、失效模式、失效准则、磨损寿命模型、加速寿命试验及基于性能退化的剩余寿命预测进行了概述,总结了目前研究中存在的不足,并提出了值得关注和需要进一步研究的方向。

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大数据理论在高精度惯性导航系统测试技术中的应用

陈效真, 周姣, 董燕琴, 魏宗康, 王常虹

导航与控制. 2018, 17(1): 11-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.002

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当前我国高精度惯性导航系统研制已取得长足进展,但惯性导航系统的精度、可靠性和寿命等应用性能距离世界先进水平仍有差距,主要问题在于全寿命周期内的海量测试数据没有被充分挖掘、分析和应用,严重制约了惯性导航系统精度的提升、可靠性分析和寿命预估的准确性。因此,系统、准确、高效、合理地处理设计、生产、测试和使用过程中的海量数据是分析解决高精度惯性导航系统存在问题、提高生产效率、提升产品质量的有效途径。首先,详细分析了惯性导航测试系统数据采集和数据管理中存在的问题,提出大数据管理分析系统的需求和目标;其次,结合数据管理和分析中的关键技术,构建了惯性导航测试系统以数据采集层、数据支撑层和数据应用层为3大模块的大数据分析平台基本框架。为高精度惯性导航系统优化设计、提升精度、保障产品可靠性、合理预估系统寿命及适应未来战争提供了发展思路。

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精密机电设备寿命评估方法

胡昌华, 马芳, 张峰, 甄桂清, 谭巧

导航与控制. 2018, 17(1): 21-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.003

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寿命评估技术既是确保设备安全、可靠运行的核心和关键,也是设备定寿、延寿的重要依据。从工程的视角,根据精密机电设备的工作状态,将精密机电设备分为新研设备、工作态设备、贮存态设备3类,分析这3种状态机电设备的特点及可以获取的信息资源,进而对新研设备、工作态设备、贮存态设备的寿命评估方法进行了系统研究和评述,对存在的问题及未来发展趋势进行了分析和展望。鉴于难以对复杂精密机电设备的机理进行建模,数据驱动的寿命估计已成为当前研究的主流,本文在3种状态机电设备分类的框架下,重点分析了数据驱动寿命估计的研究动态。

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基于FC-AE-1553总线的空天电子网络带宽动态分配机制研究

姜国义, 孙蕾, 张海全, 马超, 张治国

导航与控制. 2018, 17(1): 34-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.004

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航空航天电子系统对信息交互网络的性能要求越来越高,提高航空航天电子系统总线带宽、增大允许接入终端数量、降低时延提升实时性是空天电子领域重要的研究方向之一。针对无源光网络(PON)结构下FC-AE-1553总线中存在的下行“一点对多点”的调度和上行“多点对一点”的信道共享冲突问题,设计了一种支持多业务QoS要求的网络带宽动态分配机制。仿真结果表明,该带宽分配机制在高速网络吞吐量(3.76Gbps)的条件下可保证很低的多业务传输时延(<50μs)。

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鸭式翼弹道修正火箭弹修正能力分析

乔茹斐, 田晓丽, 杨吉林, 白敦卓, 仇东旭

导航与控制. 2018, 17(1): 42-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.005

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采用十字型鸭式翼二维弹道修正火箭弹弹体布局,系统地研究了修正火箭弹的修正弹道理论,建立了修正质点弹道的数学模型。在Matlab中编制了四自由度弹道模型,仿真分析可用于分析无控和有控情况下的弹道修正能力问题。大射角下舵机45s起控纵向修正效果最好,起控时间越早,横偏修正越好。舵偏角越大,修正能力越强。

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基于导向滤波的深度图优化方法

万众, 熊智, 许建新, 李一博

导航与控制. 2018, 17(1): 49-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.006

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很多低成本设备输出的深度图存在明显的边缘不匹配、深度信息缺失导致孔洞等问题,而现有的优化算法实时性差,提出的基于导向滤波的深度图优化方法可以兼顾实时性和视觉效果。首先,采用基于单尺度的Retinex方法对配准的灰度图像进行增强处理,消除光照阴影等导致的虚假边缘,增强真实边缘。然后,将处理后的灰度图像作为引导基础,通过具有边缘保持能力的导向滤波器优化深度图像,实现边缘保持的同时填充孔洞。最后,通过标准数据库和实际深度图进行实验验证。结果表明,处理后的深度图能够很好地反映基本形态,兼具实时运算竞争力。

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基于单目视觉的机器人避障方法研究

王潇峰, 张礼廉, 胡小平, 张盼

导航与控制. 2018, 17(1): 56-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.007

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避障问题一直是机器人领域研究的热点和重点。设计一种基于单目视觉的避障系统,能够同时检测机器人正前方和两侧的障碍物,且对低纹理障碍物同样具有效果。该系统采用特征尺度检测器完成机器人视野正前方障碍物的检测,对于视野两侧的障碍物运用光流平衡策略进行规避,而对于低纹理的障碍物则利用图像熵的方法进行检测。整个系统在地面移动机器人上进行了测试,实验结果表明,该方法能在复杂的环境下可靠地完成机器人的避障任务。

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用于RFOG的光学锁相环仿真研究

王祖谦, 周震, 王潇, 姜辉, 傅长松

导航与控制. 2018, 17(1): 65-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.008

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谐振式光纤陀螺是实现光纤陀螺小型化发展的重要方向,具有广阔的应用背景和很好的应用前景。而激光器作为谐振式光纤陀螺的关键设备之一,其性能直接影响着谐振式光纤陀螺的精度。为了解决谐振式光学陀螺的背反噪声问题,采用光学锁相环技术对激光器频率进行锁定的方案,通过对光学锁相环进行建模、仿真分析,重点研究了锁相原理及锁相方案,验证了基于电流调制的半导体激光器的光学锁相环可行性。最终验证了光学锁相环的相位锁定效果,实现了两激光器输出频率差值稳定的设计目标。

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激光惯组结构系统陀螺抖动性能确定方法与应用

李志华, 郭恺, 郭建刚

导航与控制. 2018, 17(1): 69-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.009

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当二频机抖陀螺相对于其安装基座的抖动幅度较小时,偏频技术不能很好消除锁区的影响,陀螺精度将降低,甚至停止抖动失去功能。激光陀螺抖动性能与结构密切相关,给出了激光惯组箱体减振器本体抖轮陀螺体系统的激光陀螺抖动多体动力学模型及关键参数识别方法,能够根据激光惯组的结构、减振设计方案计算陀螺抖动性能,进而选取合适参数及结构布局解决激光惯组系统陀螺抖动效率差的问题。最后,通过型号实际问题分析验证了该方法的准确性及工程实用性。

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重力梯度传感器结构误差建模

丛丹妮, 吴美平, 胡小平

导航与控制. 2018, 17(1): 74-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.010

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机械精度设计在重力梯度传感器的结构设计过程中占有举足轻重的地位,因为结构误差对重力梯度仪输出结果的精度有很大影响。为此,采用建立数学模型的方法,根据测量原理分析加速度计输入输出关系,对理论输出结果和含有结构误差时的实际输出结果求差,得到结构误差方程。为保证重力梯度仪的测量精度,对主要结构误差方程中信号与结构误差的耦合项进行逐项分析,则可给出在不影响精度条件下,推导安装极限误差,为提出重力梯度传感器的结构所必须达到的机械精度以及载体平台稳定性的设计要求打下基础。

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SiC材料机器人砂带磨削系统设计及试验研究

张志刚, 江希龙, 李星

导航与控制. 2018, 17(1): 83-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.011

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通过分析SiC材料的加工特点及难点,针对SiC材料成型后加工易产生崩边、开裂等问题,设计并搭建了机器人砂带柔性磨削系统,开展了相关试验研究工作。结果表明, 所搭建的砂带磨削系统可有效避免SiC材料加工过程中的崩边、开裂问题。

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一种天线指向机构的支架四孔同轴精密加工技术

李金山, 焦云雷, 盆洪民, 王现冲, 赵佳琪

导航与控制. 2018, 17(1): 88-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.012

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天线指向机构是实现天线高精度指向和跟踪的重要零件,其功能是为天线本体提供固定支撑、旋转精确指向、快速跟踪定位等。天线指向机构支架采用硬铝合金材料,整体外形尺寸为210mm×112mm×125mm,结构为薄壁支架零件,装配后四孔形位公差要求极高。在实际加工中采用三轴机床,通过局部余量控制技术来调节零件的变形,合理选择刀具及创新装卡方法和铣削方法实现薄壁支架零件高精度四孔同轴和高平面度的组合件高质量、高效率、低成本的数控加工。

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动态背景下基于金字塔LK光流的运动目标检测

夏婷, 景星烁, 邹卫军

导航与控制. 2018, 17(1): 93-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.013

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提出了一种动态背景下基于金字塔LK光流的运动目标检测方法。首先采用Shi-Tomasi角点检测法提取图像的强角点,再用金字塔LK光流法计算下一时刻这些特征点的对应位置,得到匹配的多组特征点对。利用这些特征点对建立仿射变换模型并计算仿射参数,对图像做仿射变换消除背景运动带来的误差,最后用帧间差分法处理得到前景目标。实验结果表明,本方法能够以较好的实时性、稳定地检测和提取动背景下的运动目标。

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基于加速度计的轴系垂直度静动基座测量方法

柳慧泉,郭益德

导航与控制. 2018, 17(1): 99-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.014

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针对目前惯导平台结构垂直度指标在使用过程中难以测量的问题,提出基于加速度计惯性测角原理的静动基座条件下的新的测量算法。其中包括静动基座条件下,由几何模型推导建立的数学模型,相应的实验方法的阐述与论证,以及实验中对上位机采集数据进行离散Kalman滤波处理。最后,建立误差模型,分析了采用该方法测量垂直度的误差来源,通过数值比较,证明了该方法能够在当前技术条件下实现所需测量精度。

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导弹红外导引头火箭橇试验评估方法

景建斌

导航与控制. 2018, 17(1): 103-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.015

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从武器发展的趋势和红外导引头对外场试验的需求出发,提出了一种能真实模拟红外导引头与目标交会条件的试验方案,介绍了试验系统组成和试验原理,概述了系统的静态标定及联调、开环和闭环试验、抗干扰试验方法。该试验方案可实现红外导引头对高速运动目标的识别,检验其与模拟制导系统结合后对目标的捕获、锁定与跟踪性能。同时,也可有效考核其抗干扰能力,对提高红外导引头和导弹制导控制系统试验技术水平和能力具有重要的技术支撑作用。

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液浮惯性仪表温度场的仿真分析

刘毕炎, 严小军, 王昕

导航与控制. 2018, 17(1): 107-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2018.01.016

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液浮惯性仪表精度跟温度场有关联,温度分布不均匀和温度波动都会对仪表精度产生影响,因此研究液浮惯性仪表内部的温度场分布尤为重要。利用有限元方法对液浮惯性仪表进行温度场仿真计算,根据仪表的结构特点合理的设置了测温点,通过试验的方法提取了特征点的温度值,验证了仿真结果的正确性,为液浮惯性仪表的热设计提供了基础参数。

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