一种新颖的QUBIK惯性测量装置

QUBIK惯性测量装置是一种新的系统。它具有尺寸小、质量轻、坚固、成本低、结构简单和中等精度等特点。因此,在军用和民用方面将具有广泛的应用前景。本文介绍了这种装置的结构、工作原理和主要性能参数。     

一种新型微惯性测量组合布局误差模型的建立与仿真分析

根据一种适合于高转速载体的微惯性测量组合布局方案,在考虑载体质心和惯性测量组合中心不重合的情况下,建立了具有惯性器件安装方位误差因素的数学模型,并进行了仿真,得到了相应的误差曲线。解决了无陀螺惯性测量系统解析出的角速度比陀螺输出的角速度精度低,误差随时间严重发散的问题,提高了系统精度。

Abstract：

According to a MEMS-IMU configuration that suits high rotation vehicle measure,a mathematic model with the position error was established according to the non-coincidence of the centroid of body and the centric of inertial measurement,the model simulation was completed and the error curve was obtained.The scheme could not only solve the problem that low precision of gyroscope free measurement system compared with conventional gyro measurement system,but also the divergence of error with the time.Therefore,the calculation precision could be improved.     

捷联惯性测量组合标定仿真研究

建立了惯性测量组合和三轴标定转台的三维计算机模型,驱动此模型仿真了加速度和角速度等输入。通过速率和位置标定,用最小二乘算法求解了惯性测量组合误差模型,得出了误差参数。仿真了整个标定过程,仿真结果与实际标定结果的对比表明了仿真程序的正确性。仿真标定转台以软件方式实现,即不存在机械误差,又可对其进行精确控制,因此结果具有更高的精确度。     

惯性冲击马达的建模与仿真

建立了惯性冲击马达的动力学模型,该模型考虑了摩擦的非线性.应用MATLAB/Simulink软件进行了仿真分析,得到了马达的位移曲线、平均速度-电压曲线和平均速度-频率曲线,最后设计了实验装置进行了验证.实验结果表明,惯性冲击马达的运动速度与驱动信号的幅度和频率基本上呈线性规律变化,与理论计算相比,仿真结果更接近马达的实际运动过程,因此所建立的模型可以用于预测惯性冲击马达的运动性能.     

线加速度计辅助惯性姿态角测量的误差分析

通过对成对的线加速度计信号的二次积分,可以得到高精度、宽带宽的惯性姿态角信号。对线加速度计辅助惯性姿态角测量的误差分析表明,测量误差由加速度计噪声、二次积分离散化、信标噪声和加速度计频率特性误差组成。对于大角度振动信号,加速度计频率特性误差是误差的主要因素。数字补偿器对加速度计频率特性误差做出修正后,测量精度得到明显提高。对3角分30 Hz单频振动,当信标以200 Hz修正累积误差时,测量误差小于1角秒。     

容错技术在捷联惯性测量系统中的应用

本文讨论了冗余捷联惯性系统冗余度的配置原则,介绍了几种常见的冗余度配置方案,并从工程应用角度出发加以比较。最后对目前常用的故障检测、隔离和系统重构(FDIR)算法作了较详细的剖析。     

6-TPS并联坐标测量机误差建模与仿真

研究6-TPS型并联坐标测量机误差建模,并分析各误差因素对工件测量误差的影响度.运用一种构件、副误差矩阵的误差描述方法确定了影响并联坐标测量机工件测量误差的各项误差因素,然后建立了测量误差模型,并通过仿真的方法详细分析了各误差因素对工件测量误差的影响度,为6-TPS型并联坐标测量机的精度设计、补偿奠定了基础,也将为测量机的运动校正和控制提供参考.     

舰载雷达系统误差建模与仿真分析

为了研究舰载雷达系统误差的演化规律,分析了舰载雷达系统误差的主要来源,采用对误差传递过程进行建模的思路,推导了统一的舰载雷达系统误差计算模型.重点分析了舰艇导航信息中的姿态角误差对雷达测量目标距离、方位角和高低角的不同影响,得出雷达测距误差不受姿态角影响,方位角误差与艏向角误差呈线性关系,高低角误差受限于纵摇角与横摇角误差,并随目标方位按正弦规律变化的结论.计算机仿真结果验证了结论的正确性.     

使用单点定位误差补偿提高姿态测量精度

提出采用补偿单点定位误差的方法提高GPS姿态测量系统的精度。介绍GPS姿态测量系统的直接计算法,然后采用Z变换增强FASF算法求解载波相位整周模糊值,最后给出了采用补偿单点定位误差的GPS姿态测量系统的系统流程和计算机实验结果。实验表明,提出的方法可有效地提高姿态测量系统的测姿精度。     

基于PC/104总线的捷联惯性测量组合数据采集系统

针对导弹捷联惯性测量组合的输出特点,基于嵌入式PC/104总线和可编程定时/计数器82C54芯片,设计了一个惯性测量组合数据采集系统,并利用复杂可编程逻辑器件(complexprogrammablelogicdevice,CPLD)设计了数据采集的接口电路,实现了对捷联惯性测量系统输出数据的动态、实时采集。实验证明,该采集系统方案是可行的,达到了设计要求。     

基于SINS舰船升沉测量误差分析与补偿

在利用捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system, SINS)对舰船升沉运动测量中,针对传统方法采用积分环节和数字高通滤波器组合引起相位超前的问题,分析了超前相位对升沉测量精度的影响,提出了增加相应低通滤波器进行相位校正的方法。针对实际工程应用中升沉监测点与舰船重心(center of gravity, COG)往往不重合的问题,定义两者之间的距离为测量杆臂,分析了舰船升沉测量过程中由测量杆臂引起的杆臂升沉的产生机理,提出了杆臂升沉的计算方法,最终给出监测点处升沉的精确测量算法。仿真结果表明,提出的监测点处升沉测量算法测量误差在0.05 m以内,具有较高的精度和稳定性。     

基于固态振动角速率传感器的方位测量及仿真

将战术级精度的固态振动角速率传感器应用于水平井随钻测量(MWD)中,克服了磁强计或传统测斜惯性仪表在小井径或套管井测量领域的局限性,同时与动调角速率传感器和光纤角速率传感器测井仪比较,在体积和抗冲击振动性方面有显著原理性优势。论证了该方案的可行性,对零位漂移和温度等限制导航精度的因素进行了分析,并分别提出了相应的补偿算法。所设计的试验样机方位角测量精度达到MWD要求,并具有体积小、成本低、性能稳定的特点,具有完全实用的工程应用价值。     

捷联惯测组合误差系数分离与补偿方法

为了解决导弹飞行过程中捷联惯测组合误差系数相对于装订值的漂移问题,进一步提高惯性导航精度,提出了一种捷联惯测组合误差系数的分离和补偿方法。该方法利用真空飞行段导弹仅受地球引力和姿态变化引起的惯性力作用这一受力特点,结合惯测组合部分工具误差系数的射前修正,推导加速度计和陀螺仪输出模型零次项和一次项误差系数的分离模型,计算误差系数漂移引起的惯性导航误差并给出修正方法。试验结果表明,采用该方法可减小惯性导航误差约56%,进一步提高了惯性导航精度。     

基于冗余惯性组件故障诊断方法的比较研究

介绍了几种常用的故障诊断方法:广义似然比法(GLT)、均值检验法,以及局部估计方法。以六陀螺冗余惯性组件为平台,验证了这几种方法在检测小故障时实际应用的不同效果,分析了影响各自检测能力及故障时延的原因及在工程应用中的优缺点,并对小故障检测能力、故障检测时延和实时计算量这几项指标进行了比较研究。     

高速动车组列车网络控制系统仿真与建模研究

研究了高速动车组列车网络控制系统的过程数据调度及事件仲裁算法。针对高速动车组网络控制系统的特点,提出了列车网络控制系统主节点和从节点的实现算法,并利用OPNET仿真软件建立了列车网络控制系统的模型。在不同的仿真场景下运行仿真模型,通过对仿真和理论计算得到了列车通信网络协议的数据通量和端对端延时特点。针对消息数据的事件仲裁机制,通过仿真得出了不同条件下的碰撞特性。仿真结果表明了所提出方案的有效性,为实际高速动车组网络控制系统的设计和调试提供了依据。     

基于IMU与sEMG混合信号的实时手势分类算法研究

为了提高表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)的手势分类准确率,通过惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)与采集姿态信号与sEMG的混合信号,提出了GRUBiLSTM双层网络的实时手势分类算法。第1层门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)利用能量组合算子特征对混合信号进行突变点检测,定位运动态数据起始点;第2层双向长短时记忆循环神经网络(Bi-directional long short term memory,BiLSTM)使用能量核相图特征对运动态混合信号进行2个方向10种手势的分类。通过离线模型优化,分类算法识别时间低于40 ms,突变点检测精度88.7%以上,手势分类准确率为85%,信息传输率(informationtranslaterate, ITR)达到89.9 bits/min,与基于机器学习的分类算法相比,在准确率与计算效率上具有优势。     

半实物仿真惯组输出模拟及转台姿态补偿方法

针对半实物仿真传统三轴转台解耦方法大多不考虑地球自转影响造成仿真相似性不足、精度不高的问题,本文充分考虑转台纬度、方位及转序与发射点状态的差异,提出一种虚拟惯组输出模拟及实物惯组转台姿态补偿方法。当设备中不含实物惯组时,通过构建虚拟惯组并考虑误差影响模拟真实惯组输出;当引入实物惯组时,在转台解耦的基础上补偿当地地球自转角速度,根据转台奇异值与仿真需用范围可选卧式或立式驱动模式。经仿真验证,13 min飞行工况下虚拟惯组与实物惯组姿态结果一致,最大角误差约0.08°,不加地速补偿时仿真姿态相比理论值差异约3°,加入补偿后修正至约0.01°,表明该方法正确可行,能有效提高仿真精度,且方法实现简单适用性好,可工程应用并推广。     

融合多元信息的武器装备性能评估方法

针对武器装备结构层次复杂、评估指标多元等问题,采用一种融合多元信息的性能评估方法对武器装备性能进行评估。该方法考虑装备指标信息的可靠度和权重,构建了多层评估指标体系。基于证据推理规则将多元信息进行融合,得到装备性能评估结果,从而为解决装备性能评估问题提供决策依据。最后,对某型装备中激光惯性组合(inertial measurement unit, IMU)的性能进行评估,验证了所提方法的有效性。