分布式集群秩亏约束协同导航方法研究

针对卫星导航拒止环境、分布式集群纯惯导误差快速发散问题,提出了一种适用于所有节点均为纯惯导的分布式集群的协同导航方法,设计了秩亏约束卡尔曼滤波器,在量测量数量少于状态量数量导致滤波方程秩亏时,仍可以实现分布式集群协同导航,减小惯导误差。构建了无人机飞行试验平台,飞行试验验证结果表明,组网内无高精度节点,协同导航修正后位置和速度精度可提升两倍左右;组网内有一个高精度节点,协同导航修正后位置和速度精度可提升10~20倍左右。

重力仪基准棱镜的高精度电磁悬浮控制及前馈补偿方法

在地面绝对重力仪或空间微重力测量仪中,需要完成检测质量或基准棱镜无接触连续释放回收以及隔振控制。基于此设计了一种用于重力仪基准角锥棱镜的电磁悬浮控制系统,采用洛伦兹力电磁执行器,实现六自由度的电磁捕获释放控制及隔振。基于地面三自由度闭环控制下实测数据,拟合建立了输出力非线性模型,在传统PID控制的基础上,设计了前馈补偿与负刚度相结合的控制算法。在地面重力环境下进行实验,结果表明,与未加入前馈补偿控制相比较,系统启动时间从7 s缩短到4 s,系统带宽从2.5 Hz增加到4.3 Hz,加入负刚度控制使系统竖直方向振动扰动频点从7.2 Hz降低到6.2 Hz,有效提高了重力仪棱镜控制系统的控制效果和隔振性能。