重力辅助导航高斯插值精化算法

为克服高精度的重力辅助导航传统模型的局限,必须考虑模型误差方程中的重力精化补偿问题.本文在研究二维高斯样条插值函数逼近局部重力异常场的基础上,提出了一种重力辅助导航精化模型构建算法.该精化模型补偿了重力扰动矢量、标准重力模型误差、厄特弗斯修正计算值对导航模型的影响.试验结果表明,利用本文的新型重力辅助导航模型构建算法可使辅助导航系统定位精度提高1倍左右,姿态、速度精度提高1-2倍,定位误差保持在100-200m.

基于GPIB的函数信号发生系统设计与实现

针对科学研究中要产生实际信号的情况,以Agilent 33250A任意函数信号发生器和AX5488接口卡为背景,介绍了在LabVIEW环境下,通过调用GPIB.DLL发送SCPI指令控制Agilent33250A,实现基于GPIB的任意函数信号自动发生系统的方法。整个系统扩展性强、运行稳定、程序维护和升级方便。这种程序设计思路弥补了非NI公司硬件产品在LabVIEW环境下不可直接应用的局限性,大大降低了科研人员在LabVIEW环境下构造虚拟测试仪器的成本。

基于变窗函数方法的频率检测技术研究

针对常用的频谱校正技术检测短记录信号时受负频谱的泄露干涉影响而难以应用这一技术瓶颈,提出了基于变窗函数方法的一套显式全新测频方法,并采用仿真手段对提出的方法进行研究、考核。结果表明,采用Rectangular窗、Hanning窗、Blanckman窗进行组合得出的3个频率计算公式测频绝对误差均在10-4倍频率分辨率数量级。并且运用该方法不用考虑被测信号中直流分量的影响,虽然当CiR小于0.5时误差随频率下降而增加,但这足以满足工程实践的需要。确认频率计算公式涉及到的奇点效应是引起误差变大的主要原因,只要适时调整分析样本数这一效应就能够得到很好地避免。

SPHS信号激励下的频域建模方法推广及MATLAB仿真

传统的多谐差相信号(SPHS)进行系统频域建模的方法都针对于某一特殊阶次的传递函数进行,致使这种建模方法应用不方便,本文利用矩阵分析建模的原理将这种方法推广至任意阶次传递函数,并且就MATLAB编程的具体实现给以阐述,最后以特例给出了参数辨识的结果。

信号频率的卷积窗优化新算法

为提高经典频谱校正算法的测频精度,给出了基于卷积运算构造新窗函数的方法,并提出考虑负频谱响应的优化新算法。采用优化新算法对基波频率在工频信号周围变化的谐波信号进行频率测量研究,结果表明,新算法可以实现信号频率的高精度测量,测频精度最高可达nHz数量级;同时,新窗函数与新算法的有效结合可优势互补,具有广泛的应用前景。

基于非线性模型的频率校正技术研究

针对频谱泄露干涉影响导致经典测频方法精度较低的缺陷，给出了基于建立非线性最优化模型的改进方法。采用该改进方法对单频率信号、谐波信号和多频率信号分别进行频率测量研究。结果表明：该改进方法测频精度较之经典方法可提高2～3个数量级；完全满足工频信号频率测量的工程需要，信号相位角变化对改进方法测频精度影响甚小，无论相位如何变化测频精度始终保持在比经典方法高2～3个数量级的标准；符合一般测频算法的特征，该改进方法测频精度不会随着信号幅值变化而变化，运用该方法测频只要非线性最优化模型建立得当，只须先由经典方法粗略知道信号参数就可通过迭代计算获得高精度的结果。

频谱校正中利用卷积运算构造新窗函数的研究

给出并理论证明,运用卷积运算构造的窗函数具有更加优良的性能;对这种方法所生成的新的窗函数的特性进行了理论分析,证明了其合理性;立足于现有频谱分析方法论证了这种方法的可行性;旨在为寻求品质更加优良的窗函数提供理论指导。

信号频率的卷积窗比值新算法

针对传统窗函数的特性引起经典频谱校正法测频精度较低这一技术瓶颈,给出了运用卷积运算构造新窗函数的方法。以矩形卷积窗函数为例,在长度相同的条件下说明了新窗函数的优良特性;针对该新窗函数提出了基于最小二乘逼近的比值新算法,对实际的多频率信号进行频率测量研究。结果表明:该新算法可以实现信号频率的高精度测量,这种通过最小二乘逼近将复杂窗函数应用到比值校正法中的思路具有理论与工程应用价值。

基于重力辅助导航误差分析的自适应介入匹配算法

针对现有重力导航匹配算法受测量误差和非测量误差影响匹配精度、匹配率较低而导致实践应用困难的不足，通过理论分析算法误差源，提出了一种自适应介入匹配算法。该算法通过判断等值点的特征空间特性以及最近距离和阀值的关系，对惯导位置参数进行自适应修正，极大提高了算法匹配率、搜索效率、实时性的效果。仿真实验结果表明，经自适应处理，可使算法最优匹配率达到89.6%，定位误差保持在500~700 m，重力图分辨率(1')降至25%左右。

局部连续场下重力辅助导航模型构建算法

为了研究高精度的重力辅助导航模型以克服传统模型的局限，必须建立精度高且具有良好解析性质的局部重力异常场解析模型，同时考虑模型误差方程中的重力精准补偿问题。针对二维高斯样条函数逼近局部重力异常场中的局部支撑参数选择问题，通过对所涉及的系数矩阵、解误差、插值模型精度评估等问题进行分析，提出了一种新的最优局部支撑参数计算方法；基于此提出了一种高精度的基于高斯插值的重力辅助导航模型构建算法，该精准模型补偿了重力扰动矢量、标准重力值误差、厄特弗斯修正计算值对导航模型的影响。实验结果表明利用新型重力辅助导航模型构建算法，可使辅助导航系统位置精度提高1倍左右，姿态、速度精度提高1~2倍，定位误差保持在100~200 m。

基于线性趋势模型与LSSVM的校准间隔组合预测

针对仪器校准间隔的预测问题,提出了基于线性趋势模型和LSSVM的一种新的组合预测方法。该方法综合运用线性趋势模型良好的趋势项拟合能力和LSSVM强大的非线性映射功能,具有很高的预测精度。实例验证表明:该方法优于现有方法。

动态测量不确定度贝叶斯评定的改进方法研究

动态测量不确定度的评定一直是比较复杂的问题,到目前为止,国内外有许多学者对这一问题进行了探索与研究,给出了一些评定的方法,但这些方法都存在自身的缺点与不足,还不能给出十分精确的评定结果。因此,通过对现有基于贝叶斯理论的动态测量不确定度评定方法进行分析,用最大熵原理改进其先验分布的选择与计算方法,从而有效提高计算后验分布的精度,最终提高不确定度的计算准确度。

基于灰色关联分析的动态测量不确定度评定

提出了一种基于灰色关联分析的动态测量不确定度评定新方法。该方法分析了灰色关联度和灰色关联系数与动态测量不确定度的关系,利用灰色关联度的倒数作为动态测量不确定度的扩展系数,测量数据总体灰色关联系数作为动态测量标准不确定度,并将其与其他因素导致的不确定度进行合成,作为动态测量不确定度的最终结果。该方法尤其适用于被测信号是时变信号的动态测量不确定度评定。经仿真实验与其他方法对比,方法具有计算量小、原理简单、易于在计算机上实现、不受数据分布限制、准确度高等特点。

一种新的基于R-D分析的重力匹配辅助导航算法

针对现有重力辅助导航匹配算法匹配精度、匹配率受惯导初始位置误差影响较大以及实时性较差等不足,提出一种实时重力辅助导航匹配算法.新算法利用惯导输出的相对位置信息,提取半径、方向角约束模型,然后通过对相似性进行度量,筛选出待匹配点,得到最优匹配参数,该算法可以在惯导初始误差较大的情况下进行实时、高效匹配.实验结果表明,新算法对惯导初始误差不敏感、鲁棒性好,而且精度高、实时性强.

基于CAN总线和AVR单片机的温度检测模块设计

设计了一种面向CAN总线、以AVR单片机为核心的温度检测模块,包括模块功能、硬件设计、软件设计和抗干扰措施。实验证明,该模块具有结构简单、精确度高、抗干扰等特点,适用于任何需要对温度进行准确检测的CAN总线现场。

滑模/无模型自适应控制方法及在离心-振动试验系统中的应用

针对滑模控制对非匹配不确定性系统的控制问题,提出了滑模/无模型自适应控制算法。通过滑模控制方法对系统的标称部分及匹配部分进行控制,对于非匹配不确定性部分,以滑模控制器的输出与系统期望输出的误差作为无模型自适应控制器的输入,通过无模型自适应方法来减少未建模不确定性对系统控制的影响。该方法对系统中匹配和非匹配不确定项均具有鲁棒性,比传统滑模控制及无模型自适应方法具有更快的收敛速度。理论分析证明了系统的稳定性,仿真结果验证了该方法的有效性。

基于HP54600A的数据采集系统设计

为使HP54600A数字化示波器在Labview软件环境下进行数据采集,设计了该系统。通过GPIB总线对SCPI程控指令和数据信号进行传输,在较宽的频带上采得了较精确的数据,系统具有采样频带宽、扩展性强、运行稳定等优点。这种设计思路降低了科研人员在Labview环境下构造高频数据采集系统的成本。

车载导弹低机动条件下的传递对准

针对车载导弹在低机动条件下的传递对准问题,根据车辆不能沿纵轴和横轴作大的角机动的特点,提出了充分利用导弹发射前的刹车,起竖发射架这一系列的过程来进行传递对准的机动方案;针对主惯导、发射架和子惯导之间的连接为多刚体柔性联接,主子惯导之间的挠曲变形建模复杂的问题,提出了将挠曲变形视为不确定性干扰,利用H∞滤波来实现传递对准的方法。仿真结果表明,在不对挠曲变形进行建模和车载导弹只做射前准备机动而不做其它机动的情况下,导弹可在起竖完成前完成对准,且对准精度可达4′。

捷联惯导大失准角下传递对准的鲁棒算法

针对大失准角下捷联惯导的传递对准问题,建立了传递对准的非线性模型;针对传递对准过程中,挠曲变形难以建模,非线性滤波受到不确定性干扰,传递对准算法的精确性和鲁棒性下降的问题,提出了鲁棒容积卡尔曼滤波(CKF)算法。该算法以CKF为基础,结合H∞滤波思想,通过在方差阵更新加入鲁棒模块实现。该算法与传统的UKF和CKF滤波算法进行了传递对准的对比研究,仿真结果表明,在不对挠曲变形进行建模的情况下,UKF和CKF滤波算法滤波发散,无法达到对准要求,而鲁棒CKF滤波算法,它降低了挠曲变形对传递对准的干扰,能够实现传递对准,具有更好的鲁棒性。

离心-振动试验系统的准连续高阶终端滑模控制方法

针对离心-振动试验系统的振动跟踪控制存在参数不确定性和干扰的问题,提出一种基于准连续高阶终端滑模的振动位移跟踪控制方法。首先介绍高阶滑模控制基本原理,并建立了离心-振动复合试验系统数学模型,根据模型特点,设计了二阶终端滑模面,使得振动位移在有限时间内跟踪上指令信号。然后利用李雅普诺夫第二法推导出高阶滑模振动位移控制律,通过准连续高阶滑模控制消除抖振。仿真结果表明该方法能够有效降低系统抖振,并能够使得控制输入平滑连续,与传统滑模相比,振动跟踪能够更快收敛到给定值,并实现振动位移跟踪的精确定位,具有较高的控制精度和可靠性。