基于MATLAB的船舶运动控制实时仿真研究

针对开发船舶运动控制仿真平台的需要,引入了风、流、浪作用下的船舶三自由度非线性运动模型。通过电路设计和MATLAB软件编程开发了船舶运动控制实时仿真平台,输出实际舵角、航向和船位信号,并实现各种海况下的船舶运动模拟。将该仿真平台与航迹自动操舵仪对接,进行了静水、流和海浪条件下的旋回、螺旋、Z形等多项操纵仿真试验,对非线性以及环境干扰对船舶运动的影响进行了分析。试验表明,该平台设计合理,性能可靠,已成功应用于某新型航迹自动舵的开发项目中。

一种小型静电陀螺仪三位一体系统方案

在比较了国外两种小型静电陀螺仪方案的基础上,研究了一种小型静电陀螺仪质量不平衡调制信号读取、数字式支承和电场恒速三位一体工作系统方案。介绍了三位一体系统的工作原理,讨论了系统各组成模块的功能,对制约系统性能的关键因素作了相关分析。分析表明,在抵消变压器线圈阻抗匹配的条件下,可以忽略加力和信号读取之间的相互影响。

基于LabVIEW的捷联惯性导航算法研究平台

为了研究利用LabVIEW仿真技术评估各种捷联惯导姿态更新算法的可行性,建立了基于LabVIEW的捷联惯性导航算法研究平台。该平台采用LabVIEW图形化编程软件编成,遵循了平台功能设计模块化和结构化的要求;通过设定轨迹参数生成模拟的惯性敏感器数据,对两种不同的导航姿态更新算法进行了比较。实验结果表明,该平台能够有效地评估不同捷联惯性导航算法的性能,克服了传统平台编程复杂、扩展性差的缺点,为进一步使用LabVIEW进行组合导航系统仿真奠定了基础。

静电陀螺转子信号高精度数字测量系统设计

目前,质量不平衡调制静电陀螺仪(MUM-ESG)在转子输出信号采集中仍然较多使用模拟电路进行相敏解调。针对这一现状,在具体分析静电陀螺仪转子输出信号的基础上,设计了一套基于USB控制和传输的高精度数字采集测量系统。采用动态增益调节以及过压保护等手段使测量系统既能承受转子起支瞬间的高电压又能满足正常工作期间小量程、高分辨率的测量需要。使用NI-VISA以及LabVIEW创建USB驱动程序和应用程序。实验结果表明该设计稳定可靠,能为MUM-ESG的板级数字化支承控制系统提供参考意义。

基于DSP的卫星跟踪控制系统的设计

设计了一种由TMS320LF2407A数字信号处理器组成的卫星跟踪控制系统,该系统采用GPS接收机、信标机和电子罗盘HMR3300获得卫星的状态信息,经过处理自动控制伺服电机驱动接收天线转向并锁定某一卫星,以达到最佳的通信质量。介绍了该系统各个部分的组成原理与设计方法。该系统可以广泛的应用在任何运动载体上(包括汽车、火车、轮船、飞机等)。

一种波浪中的船舶动力定位运动建模方法研究

船舶动力定位是在船舶低速条件下对航向和位置进行控制,控制效果受海浪干扰的影响较大。考虑具有修正PM波谱的长峰不规则浪,基于海浪幅值响应算子(RAO)研究了船舶在海浪中的六自由度运动预报模型。以船舶定点保持模式为例,采用船模实验数据,对海浪作用下的船舶纵荡、横荡和转艏运动进行了数值仿真,给出了运动RAO频率特性曲线和船舶运动时域响应曲线,验证了该方法的有效性。该方法用于船舶在波浪中的运动预报和动力定位系统设计,具有实用性和经济性。

船舶运动混合智能控制评述

船舶运动控制表现出强干扰、时变、非线性、不确定、高可靠性要求的特点,其重要性和复杂性使其成为自动控制理论最为活跃的应用研究领域之一.智能控制以及各种智能技术集成的混合智能控制方法在这一领域得到广泛关注.文中分析比较了各种智能控制和传统控制的特点、混合模式,介绍了混合智能控制应用于船舶运动控制的研究成果,指出了现有混合智能控制尚未有效解决的问题及船舶运动控制研究的发展方向.

HP3458A数字万用表的计算机控制

为实现对HP3458A数字万用表的计算机控制,利用了虚拟仪器开发平台LabVIEW和GPIB接口,设计了基于GPIB、VISA和IVI的三种编程方法。试验表明,这些方法简单实用。

数字式磁罗盘的误差补偿方法研究

随着磁航向测量系统应用领域的拓宽,必须提高数字磁罗盘的航向精度,本文首先介绍了磁航向测量的基本原理,通过对航向误差的分析以及环境磁场对磁罗盘的影响,研究了一种误差修正方法,采取了粗校和精校两步走的策略,首先采用最佳椭圆拟合的方法进行粗校,再把自差作为小量,采用最小二乘法进行精校。在HMR3300上应用该方法进行实验,使得HMR3300的精度提高到0.4度以内,验证了该方法的有效性和可行性。

基于ARM的车载导航计算机硬件设计与实验

简要叙述了基于ARM微处理器的车载导航计算机硬件系统的构成和原理,进行了以AT91M40800为核心的导航计算机硬件平台的设计和实验研究,研制了试验样机,进行了样机的仿真调试和有关试验。试验表明,系统各部分运行正常,能对里程计、GPS、数字罗盘等信息进行实时采集和处理,实现了系统的功能要求,为车载导航系统的开发奠定了基础。

基于DSP的智能车辆系统移动小车的设计

通过对当今智能车辆系统的研究,本文以TMS320LF2407A数字信号处理器为主控芯片构建了一种应用在智能车辆控制系统中的移动小车。利用TMS320LF2407A DSP丰富的集成外设和高速的运算能力,对移动小车控制系统进行了整体设计,并详细描叙了系统的硬件设计和软件设计,并且实现了通过无线通讯来实时控制小车的运行。实验过程中,小车运行平稳,表现出良好的机动性和灵活性。实验结果表明,以DSP为核心的移动小车控制系统,具有优秀的数字处理性能,能够运行一些高级的先进算法来提高控制系统的性能,并且系统的实时性能强,与传统的单片机或微控制器控制系统比起来,更加符合智能交通领域智能车辆控制系统的设计要求。

光纤陀螺温度漂移的多变量模型

针对光纤陀螺温度漂移的补偿问题,本文提出一种线性多变量光纤陀螺温度漂移建模方法。建立的模型由两部分组成:陀螺输出的自回归项和温度梯度的多项式分布滞后项(PDL)。自回归项描述光纤陀螺历史输出对当前输出的影响,PDL项描述由温度变化引起的陀螺漂移。根据模型的线性特性,采用最小二乘法确定模型参数。用实测的光纤陀螺温度漂移数据进行了模型的有效性验证。实验结果表明,提出的线性多变量模型能有效补偿光纤陀螺的温度漂移,补偿后光纤陀螺的精度提高50%以上。

一种基于磁阻传感器的数字罗盘的设计

基于地磁测量原理设计的数字式磁罗盘,具有体积小、启动快、功耗低等优点,现代测控技术对测向传感器提出了更高的要求;为提高数字罗盘的精度,设计了一种基于磁阻传感器的数字磁罗盘;在分析相关产品的基础上,着重对电源、器件选型、信号调理电路、软件设计等方面进行了分析研究,设计了数字罗盘并研制了试验样机;为验证设计效果,在双轴陀螺测试转台上进行了测试,试验结果初步验证了该设计方案的可行性;论文的研究工作可为研究和提高数字式磁罗盘的测量精度提供参考。

基于经验模态分解的光纤陀螺1/fγ类型分形噪声滤除方法

提出了一种可有效滤除输出信号中干扰信号的新的光纤陀螺信号降噪方法。中高精度光纤陀螺的随机噪声中包含了白噪声和具有长程相关性、自相似性及1/fγ类型谱密度特点的一种非平稳随机噪声——1/fγ类型分形噪声。利用传统的滤波方法无法有效去除该类分形噪声，而新方法以经验模态分解（EMD）和阈值降噪方法为核心，结合提升小波理论对光纤陀螺的输出信号进行软阈值滤波，进而提高光纤陀螺的精度。利用这种新方法对多组实测数据进行滤波仿真实验，结果中仅偏置稳定性一项性能指标就已表明，使用新滤波方法滤波后数据精度可提高一个数量级，而相较传统的小波滤波方法可提高2．5倍，故此验证了新方法的有效性。

占先式实时内核μC/OS-Ⅱ在车辆动态监控/调度实验平台中的应用

为了满足车辆动态监控/调度实验平台车辆模拟系统实时多任务工作的需要,在系统主控CPU TMS320 LF2407A上移植了嵌入式实时操作系统(RTOS)μC/OS-Ⅱ,开发了基于μC/OS-Ⅱ内核的实时多任务软件系统,以满足系统正常工作时对多路传感器数据和上位机控制信息的实时处理。在μC/OS-Ⅱ内核移植的基础上,进行了按照系统需要划分任务、确定任务优先级、实现任务间通信和同步的具体方法的研究,在嵌入式系统的应用中具有普遍的指导价值和广阔的应用前景。