陀螺经纬仪灵敏部横向偏差的精度影响

为了提高陀螺经纬仪寻北精度,基于光电积分法测量原理,建立了横向偏差对陀螺寻北精度影响的数学模型,并进行了仿真分析。首先,采用欧拉动力学方程分别建立了横向偏差对陀螺进动和漂移的影响模型;然后,基于光电积分法测量原理分别分析了横向偏差对摆动中心和零位改正角的影响;最后,进行了仿真实验。仿真结果表明,悬带扭力零位对应的方位角和横向偏差越大,精度受到的影响越大。因此,尽量提高加工精度且减小扭力零位对应的方位角和建立合理的补偿机制是减小系统误差对寻北精度影响的有效途径。     

基于倾斜补偿提高多位置捷联寻北精度的研究

在多位置捷联寻北系统中,转台调平误差引起的陀螺敏感轴倾斜会给寻北结果带来较大的系统误差.根据动力调谐陀螺的性能特点,在多位置捷联寻北原理的基础上,分析了地理坐标系和平台坐标系之间的关系,通过坐标系旋转变换,推导出转台倾斜时多位置捷联寻北的数学模型,.提出了采用加速度计进行倾斜误差补偿的方法.仿真结果表明,在转台调平误差小于2'时,通过倾斜数学模型的补偿,倾斜带来的寻北系统误差小于10".该方法能够有效提高寻北系统的测量精度.     

基于小波去噪和TLS算法的全姿态寻北

为提高捷联寻北仪在动态干扰下的寻北精度,同时解决寻北过程中需要人工调平而耗时较长的问题,结合全姿态多位置寻北模型,提出采用小波去噪处理陀螺输出信号和总体最小二乘寻北算法的组合滤波方法。针对硬阈值函数和软阈值函数去噪的局限性,使用改进阈值函数处理陀螺噪声,能够更好滤掉动态干扰;根据多位置寻北解算特点,创新性引入总体最小二乘寻北算法,有效补偿了寻北仪的静态误差。仿真数据和实验结果表明,该组合算法能显著提高寻北仪的抗干扰能力,实现全姿态高精度寻北。     

压电陀螺漂移特性的灰色神经网络建模研究

在不同温度和运行时间下,压电陀螺的静态零位漂移和刻度因子变化表现为非线性和多值对应关系,基于时间序列的ARMA模型和直接采用温度单输入的前馈神经网络模型都无法正确描述压电陀螺的这种误差特性。提出一种将温度和时间作为输入,分别同时对应陀螺静态零位和刻度因子输出的三维空间下的单值对应关系,在运用灰色理论对数据进行预处理基础上,采用多输入单输出的RBF神经网络实现了对陀螺漂移特性的描述。仿真实验结果验证了该建模方法的有效性。     

多传感器远距离目标跟踪

本文深入研究了二维平面上多传感器的位置对目标跟踪精度的影响。在理论上推导出：用多传感器同时对同一目标进行跟踪时,其跟踪精度主要受传感器和目标所成夹角及目标到各传感器距离的影响。与夹角的关系是：当有两部传感器时,两传感器和目标所成夹角θ_（１２）＝９０°时对目标的跟踪精度最高;当有三部传感器时,传感器和目标所成的夹角分别为θ_（１２）＝θ_（２３）＝６０°时精度最高;与目标到各传感器的距离的关系是：距离越小则精度越高。     

旋转捷联惯导系统精对准技术

针对惯性器件常值偏差对捷联惯导系统导航精度的影响,提出了一种单轴旋转调制方案并建立该系统误差方程,将系统中陀螺常值漂移和加速度计零位误差调制成周期变化的量。通过改变惯导系统误差模型中的捷联矩阵来改善系统的可观测性。利用谱条件数法计算出惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)在静止和旋转状态下捷联系统的可观测度,采用卡尔曼滤波方法实现了旋转捷联系统的精对准。仿真结果表明,IMU旋转状态下的对准方法消除了陀螺常值漂移和加速度计零偏对系统对准精度的影响,大大提高了对准精度。     

陀螺罗经测井系统数字仿真

本文为八十年代发展起来的陀螺罗经测井系统建立了仿真数学模型,并开发出一套仿真程序包,用以研究各种典型误差源对系统精度的影响,并探讨了提高系统性能的途径。针对自行研制原理样机所做仿真分析表明,采用中等精度的敏感元件经补偿后的系统精度在实验室条件下已接近国际先进水平。     

无陀螺捷联惯导系统中加速度计动态误差分析及补偿

无陀螺捷联惯导系统中,加速度计直接固定在载体上,所以其动态误差对系统精度有显著影响.首先,建立了加速度计动态误差数学模型,给出了动态误差对于九加速度计系统角速度解算的影响,然后,结合三轴转台模型及测试原理,通过网络结构简单、收敛速度快而不存在局部极小值问题的线性神经网络一次性标定了加速度计所有动态误差系数,最后对动态误差标定及补偿结果进行了仿真.仿真结果表明,标定系数的精度随着三轴转台转速的提高而提高,误差标定并补偿后角速度解算精度得到了明显改善.     

改善机抖温度特性提高激光陀螺精度的方法研究

建立了激光陀螺机械抖动装置的仿真模型,研究了机抖温变特性对激光陀螺输出特性的影响。针对传统抖动控制器的缺陷,提出了一种具有温度补偿作用的机抖自激振荡电路,改进的抖动控制器利用场效应管线性工作区来实现稳定抖动速率的目的。仿真实验结果表明：补偿电路能较好地保持机抖抖动速率的稳定性,从而有效地提高了激光陀螺的检测精度和温度稳定性。     

可变聚类系数无标度网络上的谣言传播仿真研究

在经典谣言传播模型的基础上,研究了具有幂律度分布和可变聚类系数的无标度网络上的谣言传播行为。目标是研究聚类系数对谣言传播的影响,通过改变特殊的参数调节网络的聚类系数来观察谣言传播的变化情况。仿真结果表明,聚类系数越高的网络,越能抑制谣言的传播,而聚类系数越低的网络,谣言传播将更加猖獗。     

运架梁起重船吊重摆动分析

以运架梁起重船为对象,对其作业过程中吊重的非线性动力学响应进行研究。基于吊摆系统的几何约束,构建了多点吊摆系统的双摆模型,运用带乘子的拉格朗日方程建立了吊摆系统的非线性动力学模型,对规则波条件下3000吨大型起重船吊重的动力学响应进行了仿真分析。比较了线性及非线性方程下吊重的运动规律以及船舶纵摇角对双摆系统摆角的影响,讨论了变绳长的方法对吊物系统的摆幅进行控制的理论模型。同时,对提出的理论模型仿真结果与Adams刚体动力学模型结果进行了比较分析。     

New computing method of weighted coefficients for tracking a maneuvering target using PDAF in the presence of clutter

To avoid or reduce the influence of unpredictable motion mode on data association, a new computing method of weighted coefficients of measurements for PDAF is presented in which it is assumed that the current turn rate of a maneuvering target changes within a limited range and its turn may be in arbitrary direction during data association. Thus, the predicted center for computing the weighted coefficients is a curved surface in 3-D space, which differs from the predicted center for setting up a validation gate, namely, a point in 3-D space. The distance between a measurement and the curved surface is used to compute its weighted coefficient. To reduce the computational complexity of weighted coefficients, the formulas for computing the maneuvering direction angle and turn rate corresponding to a measurement are presented. Simulation results show the proposed method reduces the percentage of lost tracks and improves the state estimation accuracy in tracking a maneuvering target using PDAF in the presence of clutter.     

激光驾束导弹制导控制辅助惯性器件滤波

针对某型激光驾束导弹微机电(micro electro mechanical systems, MEMS)速率陀螺仪和加速度计测量噪声大的问题,提出采用姿控舵偏角和过载指令实现陀螺仪和加速度计的滤波。首先,基于姿态运动学建立MEMS速率陀螺滤波方程;其次,结合局部模型跟踪控制律特点,引入过载指令与实际过载的近似数学描述,建立加速度计滤波方程;最后,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)实现对三轴角速率、两轴加速度、攻角及侧滑角的辅助估计。半实物仿真试验表明,该算法可以将速率陀螺误差及加速度计误差分别降低至16%和30%,同时对攻角和侧滑角的估计偏差约为0.03°,证明算法有效。     

MWMTBD234V8柴油机闭式循环仿真

通过建立数学模型,对MWMTBD234V8柴油机模拟闭式工作状态进行了仿真计算,包括增压压力、排气背压、压缩比、喷油提前角对功率、耗油率、爆压、排温的影响,并针对该柴油机如何改为闭式循环柴油机提出了有意义的建议。     

城市轨道交通车站到达客流时间间隔分布拟合

采用7个常用分布和“通用性与解析性较好”的相位分布 （phase-type distribution，PH） 稠密子集混合埃尔朗分布 （hyper-Erlang distribution，HErD） 对多个车站的出入口到达客流时间间隔的统计分布进行拟合，得出HErD 的拟合效果最佳，并给出了各种分布的适用性. 然后抽取出HErD的拟合参数分析其变化规律，结果惊奇地发现： 该分布的参数只与变异系数有关，当变异系数小于1 时，该分布由一个指数分布 （exponential distribution，ED） 和一个4阶埃尔朗分布 （Erlang distribution，ErD） 混合而成，其中ED 的混合比例与变异系数的平方成Power函数关系： 当变异系数大于1 时，该分布由两个ED混合而成，其中一个的混合比例与变异系数的平方成S函数关系. 由此，HErD 的参数被简化成两个尺度参数. 最后给出了通过易于获取的高峰客流量和超高峰系数确定这两个参数的实用方法.     

MEMS三轴陀螺仪中不匹配干扰抑制方法

微机电系统(micro electro mechanic system, MEMS)陀螺仪作为一类新型角速率传感器,其制造和应用过程中不可避免会受到不匹配干扰的影响,即速度项的测量过程中引入各种噪声,降低MEMS陀螺仪的检测精度。在滑模控制策略下提出一种基于辅助变量的非线性干扰观测器,对MEMS陀螺系统中存在的不匹配干扰进行实时估计,同时针对积分自适应切换增益发散问题,采用了一种避发散技术-死区技术。最后通过李雅普诺夫理论进行了系统稳定性分析。仿真结果表明,该策略实现了轴向轨迹跟踪,提高了陀螺仪的检测精度。     

高斯粗糙面透射波散射系数的基尔霍夫驻留相位法

采用高斯粗糙面来模拟实际粗糙面,根据基尔霍夫驻留相位近似法研究了粗糙面下方介质2中的电磁散射,结合高斯粗糙面的自相关函数导出了不同极化状态下高斯粗糙面透射波散射系数计算公式。通过数值计算得到了不同极化状态下高斯粗糙面透射系数随散射角、散射方位角及入射波频率变化的曲线,讨论了粗糙面参数和入射波频率对不同极化状态透射系数的影响,得出了高斯粗糙面透射系数的基本特征和随频率变化的特征。结果表明粗糙面高度起伏均方根和相关长度对高斯粗糙面透射系数有显著影响,而入射波频率则对其无影响。     

12.7mm口径空心弹丸空气动力学特性分析

为了更深入的了解空心弹丸的空气动力学特性,对空心弹丸和实心弹丸的外弹道流场分别建立了三维无粘Euler方程,并对两者的外弹道过程建立了弹丸质心运动微分方程组。以12.7mm口径实验弹为对象进行数值模拟仿真计算。通过对比分析,得出:由于结构特别,空心弹丸的阻力系数比实心弹丸小很多,并且在外弹道过程中,空心弹丸能够更好的保持飞行速度和弹道高,更有利于提高自动武器的射击效果。     

中低速磁浮列车导向工况下电磁力特性仿真

中低速磁浮列车通过U型电磁铁铁芯和F型轨道磁极相互错位产生横向电磁拉力,来迫使列车导向,其导向电磁力大小对列车运行安全有直接影响。针对中低速磁浮列车用混合悬浮电磁铁存在横向偏移和纵向偏转两种典型导向工况,建立三维数值模型,并进行仿真计算表明:在同样间隙和线圈电流下,电磁铁横向偏移越大,或纵向偏转角越大,所产生的悬浮力越小,而导向力越大;且导向力比悬浮力呈更大的变化趋势。在最大允许机械偏移情况下,混合电磁铁较传统纯电励磁形式的悬浮电磁铁的导向能力略有降低。