陀螺罗经的发展动向和我国发展对策的探讨

本文在对国外七八十年代罗经产品的性能指标与结构演变进行分析的基础上,总结归纳了陀螺罗经的发展动向,讨论了我国发展陀螺罗经的对策,最后还对现代理论、现代设计方法和新技术在陀螺罗经设计中的应用进行了探讨。     

观测器在电控罗经快速启动中的应用研究

术文研究了一种新的电控陀螺罗经的快速启动方法,即采用状态观测器,通过状态反馈实现极点配置,使陀螺罗经快速启动。文中讨论了陀螺罗经在静基座和动基座上的快速启动方法,对系统的各种非线性效应及误差作了分析。数字仿真结果表明:采用此法后,电控陀螺罗经在静基座上的快稳时间比原来缩短了一半以上;罗经在动基座上的快稳时间可减少到半小时以内。     

多平台的船用陀螺罗经交互仿真系统

针对现有教学培训中,陀螺罗经结构复杂、价格昂贵、培训周期长等现状,开发陀螺罗经三维交互仿真系统.采用3ds Max构建陀螺罗经的三维模型,利用Unity3D引擎进行陀螺罗经的操纵交互,模拟陀螺罗经的相关功能,通过三维几何变换实现罗经拆装,同时借助HTML文件实现陀螺罗经与航海模拟器的数据接口.该仿真系统有练习和评估两种模式,可运行于Windows、i Phone、Android等多个平台上,同时还可发布为网页版,完全满足教学培训和评估的需求.     

状态自动切换法减小电控陀螺罗经机动误差的研究

陀螺罗经的机动误差是罗经的一项主要指标,减少机动误差是罗经技术的一个重要方面.本文以JYJD 型陀螺罗经为分析对象,在理论分析和系统仿真的基础上,提出了一套切实可行的通过辨识舰船运动状态实现电控罗经工作状态的自动切换以减小其机动误差的方法,实践表明,该法简便易行,对减小电控罗经的机动误差效果显著.     

垂直环变形对陀螺罗经精度的影响

根据垂直环变形的分析计算,随动系统失配撞击力是造成垂直环变形的主要原因。通过分析某型陀螺罗经的随动系统失配情况,研究了垂直环的受力,计算了垂直环的变形,讨论了垂直环变形对陀螺罗经精度的影响,并得出结论:水平失配比方位失配对罗经精度影响更大,铝环与镁环此,铝环能使陀螺漂移减小;采用富于弹性的止档销可大大减小垂直环变形,这对提高陀螺罗经性能十分有益。     

电控陀螺罗经的机动误差及其补偿方法

陀螺罗经的找北过程是和它的摆性密切相连的，因此在船舶机动航行时总会产生惯性误差。电控陀螺罗经由于摆和力矩装置之间的联结是可调的，因此有可能采取一些有力的措施以减小惯性误差。本文分析了船舶机动航行时电磁摆的输出特性。如果对这、纬误差没有采取加知补偿的措施，电控陀螺罗经还是要按舒勒周期考虑参数设计。如果对速、纬误差已采取补偿措施，就不必遵循舒勒周期了。陀螺主轴就应力图保持在水平、真北位置。机动航行时摆有输出信号，因而导致陀螺罗经产生误差。通常船舶的机动航行时间比起正常的罗经周期要小得多，因此惯性误差实际上和北向速度相关。对于单独的陀螺罗经，北向加速度的真值是不好测量的。我们可以利用船舶的速度信号设计补偿装置以大大减小陀螺罗经的惯性误差。     

一种船用罗经的设计探讨

本文分析二种指向仪器──磁罗经和陀螺罗经存在的问题和不足。根据磁罗经的指北原理、陀螺罗经高性能的特点和磁感器敏感磁束的特性，提出一种新型指向仪器的设想，并对新型罗经的各种问题进行初步的探讨和研究。     

捷联式光纤陀螺罗经系统误差分析

对采用光纤陀螺的捷联式罗经系统进行了研究.提出了使用惯性组件旋转调制技术提高光纤陀螺捷联式罗经系统精度的方法,分析了罗经系统的误差特性.针对旋转组件的误差,在系统初始对准过程中,应用限定记忆的Kalman滤波进行状态估计,提高了对准精度.静止基座的初始对准仿真结果表明,航向失准角估计误差均方差为0.159°.     

具有非线性修正特性的“JYJD”罗经机动误差数字仿真

舰船机动航行时罗经的指向误差是陀螺罗经的主要技术指标。“JYJD”电控罗经为了减小这一误差,在电磁摆中设置了限位器,这样就使陀螺罗经的修正特性呈非线性,因而机动时的干扰力矩是不连续的。以往对不连续干扰力矩作用下罗经的运动特性未见深入分析。本文在自行编制的一套仿真程序基础上,根据罗经的不同参数和机动航行条件,仿真出“JYJD”罗经的机动误差曲线,为设计“JYJD”罗经确定有关参数提供依据。数字仿真结果与“JYJD”罗经限位角40角分时机动航行实测结果相当接近,表明电磁摆取适当的限位角对减小“JYJD”罗经的机动误差很有好处。因此设计罗经时根据用户提出的机动航行条件,确定电磁摆限位角大小极为重要。     

磁罗经自差自动测定和补偿系统的研制

研制了一种磁罗经自差自动测定和补偿系统，通过比较磁阻传感器的航向和陀螺罗经航向，自动地获得罗经自差，在对罗航向补偿后可直接显示船舶磁航向或真航向，该系统还可自动计算出自差系数，用于船靠码头时校正罗经自差，经过实船检验，证明了其可行性。     

基于非线性传递函数的离散非线性控制系统稳定性研究

基于Ｖｏｌｔｅｒｒａ级数的非线性传递函数表示,首先针对一般的离散非线性多项式系统,给出了它的开环稳定性判据。然后,利用此判据,具体地讨论了几类特殊的离散非线性多项式系统,如纯输入,纯输出,纯交叉系统的开环稳定性判据,最后,用实例仿真来验证此判据的有效性。     

低轨道航天器姿态跟踪机动控制研究

某些低轨道航天器在执行任务时 ,需要通过姿态控制系统使其有效载荷 (如星载相机 )在一段时间里连续指向地面或空间的给定目标。文中研究了带 3个反作用飞轮的低轨道航天器的姿态跟踪开展问题。首先根据刚体运动学知识推导出航天器的参考姿态角、参考角速度和参考角加速度表达式 ,然后基于卫星航天器姿态动力学给出了 3个互相垂直安装的反作用飞轮的控制律 ,并利用 L yapunov稳定性理论证明了闭环系统的渐近稳定性。最后通过数值仿真计算验证了控制算法的正确性     

开环放大倍数对反馈控制系统稳定性的影响

本文重点分析开环放大倍数对反馈控制系统稳定性所起的重要作用。并用“拉普拉斯变换”与“传递函数”方法从理论上说明了开环放大倍数对系统稳定性所扮演的重要角色。     

欠驱动两自由度机械臂LQG/LTR控制

针对欠驱动机械臂系统的快速稳定控制中存在着的系统过程噪声和传感器观测噪声的干扰问题,设计了具有回路传输恢复的线性二次高斯(linear quadratic Gaussian control with loop transfer recovery, LQG/LTR)控制器。该控制器由卡尔曼滤波器和最优状态反馈增益调节器两部分组成,并进一步使用了回路传输恢复技术提高了控制系统稳定裕度。仿真试验表明：LQG/LTR控制方法相比于线性二次型调节器控制方法具有更加出色的动态品质,能很好地抑制噪声造成的系统不稳定问题,使得机械臂快速稳定在期望位置,具备良好的稳定性和鲁棒性。     

导引头隔离度寄生回路稳定性及测试方法

为研究导引头隔离度寄生回路稳定性,基于典型平台导引头建立了隔离度传递函数和隔离度寄生回路模型,提出了2种基于半实物仿真试验的寄生回路稳定性测试评价方法. 利用频域法解析分析了隔离度传递函数的特性,利用劳斯判据研究了制导参数与寄生回路稳定域的影响. 结合某红外图像导引头,在典型飞行条件下数值分析了隔离度传递函数特性和隔离度寄生回路稳定性能,并利用实验验证了隔离度寄生回路稳定性测试方法的有效性. 研究表明寄生回路稳定性最严重的区域位于中频段,制导参数和隔离度传递函数的幅相特性均对寄生回路的稳定性有重要影响.      

基于Saber的开关电源设计与仿真

使用Saber软件,开环仿真了DC/DC开关电源,输入电压波动时,输出纹波电压较大,不能满足设计要求.采用小信号分析方法,根据系统伯德图分析其传递函数的结构形式,设计了闭环反馈网络.将闭环反馈网络加入系统并仿真,结果表明,闭环反馈网络不仅使输出电压迅速上升,而且减小了输出电压的纹波系数,增强了输出电压的稳定性.     

芯片冷却过程旋转冲击射流换热特性的数值模拟

采用数值仿真的方法模拟了旋转冲击射流的换热过程,分析了换热过程中喷射孔径、喷射间距、旋转角速度以及流场分布特性对射流冲击换热的表面传热系数与平均换热效果的影响。结果表明,3mm孔径的平均换热效果要强于相同Re数下6mm孔径,而且,大孔径射流时的平均传热系数受角速度的影响要比小孔径时大。角速度的增加使换热板上最大换热系数减小且由驻点向外偏移,加入旋转可以使板上的换热更加均匀,表现为角速度越高,平均表面传热系数曲线越平坦。以上规律为旋转冲击射流在高密度电子芯片散热中的应用提供了理论参考。     

摆动气缸位置伺服系统带摩擦力矩补偿的双环控制研究

该文对三通比例流量阀控制的摆动气缸转角位置伺服系统进行研究。分析了由非线性摩擦力矩引起的系统稳态误差及粘滑振荡现象；在此基础上提出采用带摩擦力矩补偿的双环控制，其内环为压力差控制，外环为位置控制，外环采用了摩擦力矩观测补偿器来减小非线性摩擦力矩对系统性能的影响。实验结果表明：与仅有位置控制环的控制策略相比，该方法提高了系统的稳态精度和动态性能。     

基于遗传算法优化的双回路模糊控制倒立摆系统

通过遗传算法、模糊控制、PID的结合,对直线一级倒立摆的平衡控制问题进行了优化控制。首先用牛顿-欧拉法建立倒立摆的动力学模型,得出系统的传递函数和状态空间表达式,分析系统的稳定性和可控性。以此为基础,先设计了PID单回路和双回路控制器;然后用遗传算法优化PID参数;再用优化的参数设计双回路模糊PID控制器;并用MATLAB对系统进行了仿真。纵向和横向控制方法的对比分析表明:该方案控制效果最好,能同时控制角度和位移;其参数可在最优PID初值的基础上在线修改,实现最佳调整,使对象具有良好的静态和动态性能。