基于UKF的GPS/SINS伪距(伪距率)组合导航系统设计

采用位置、速度组合的GPS/SINS组合导航系统由于GPS各量测量之间的相关性,影响了组合导航的整体精度。为了提高组合导航的精度和可靠性,采用了直接利用GPS接收机原始测量信息伪距、伪距率的组合方式。UKF(Unscented Kalman Filter)是针对非线性模型的滤波方法,它避免了对非线性方程线性化的过程,具有较高的精度和较好的鲁棒性。将UKF滤波方法应用于伪距、伪距率的组合导航系统中,并将UKF与卡尔曼滤波和自适应滤波方法进行了仿真比较研究。实验结果表明,UKF位置、航向估计的精度都要优于卡尔曼滤波和自适应滤波,使整个导航系统具有更高的精度和可靠性。

智能自适应控制及其在船舶操纵系统中的应用

主要分析了基于模糊控制、专家系统与神经网络的几种智能自适应控制系统的结构、原理，并与传统控制作了比较，介绍了智能自适应控制在船舶操纵系统中的应用情况，最后提出了智能自适应控制理论及应用面临的主要困难与亟需解决的问题。

模糊神经网络的局部调整快速学习算法

神经网络的学习速度是影响其在实时控制中应用的重要原因之一，在文中提出了一种基于局部调整方法的模糊神经网络快速学习算法．该算法通过采用对输入数据进行判别的方法来选择每次学习时所需调整的有效规则，大大减少了学习中调整的规则数，从而加快了模糊神经网络的学习速度．同时，通过这一判别还可进一步确定是否需增加新规则以及增加的规则数，因此该算法不仅能够进行模糊神经网络的参数调整，还能实现神经网络的结构自适应调整功能．随着神经网络的输入维数以及初始规则数目的增加，算法的上述优点更加明显．最后采用快速算法与普通算法分别对单输入及多输入系统进行了辨识，仿真结果证明了上述结论：在初始规则数较少，普通算法无法收敛时，应用快速算法则可以收敛；随着规则数目与输入维数的增加。

低成本捷联惯导系统初始对准方法

为了缩短低成本捷联惯导系统初始对准时间并提高对准精度,给出了一种基于微型电子罗盘的初始对准方法。首先利用电子罗盘辅助加速度计完成粗对准,然后,分别设计了自适应扩展卡尔曼滤波器和平淡卡尔曼滤波器(UKF)用于精对准。实验结果显示,在系统量测噪声方差阵未知时,在滤波器中加入自适应方法能有效的提高对准精度;而采用非线性滤波的UKF算法,即使在粗对准之后方向失准角比较小的情况下,也可获得比线性滤波更优的对准精度和快速性。

动基座传递对准非线性滤波器的设计及应用

在非线性、非高斯条件下进行动基座传递对准,如果采用卡尔曼滤波会出现误差较大甚至发散的问题。本文引入强跟踪自适应滤波器,建立对估计误差的一步预测方差PK/K-1的加权算法,来达到抑制噪声的目的;同时,针对初始对准对准精度与快速性的要求,建立了动基座传递对准精确的非线性滤波模型。通过计算机仿真,模拟了飞机机动模式,验证所提滤波器的可行性。最后,通过与扩展卡尔曼滤波的比较,说明非线性强跟踪自适应滤波器在对准精度与速度上都有更好的表现。

模糊神经网络结构动态学习算法

提出一种模糊神经网络 ( FNN)结构学习算法 ,根据输入样本动态构建 FNN的输入节点及其对应的输入隶属函数 ,从而实现动态确定 FNN的结构 ,大大减少了对初始学习样本数目的要求 ,提高了 FNN学习算法在实时控制中的适应能力 .仿真结果表明 ,这一算法很好地实现了对超出初始学习样本范围的其他样本的学习 .

基于样本曲率的模糊神经网络结构学习算法

提出了一种根据输入与输出样本间映射关系的复杂度确定模糊神经网络的输入隶属函数个数与参数的学习方法 ,采用输入输出样本关系曲率来表示函数的复杂度 ,根据曲率的大小确定隶属函数的中心点与宽度 ,使隶属函数的分布符合映射的变化 ,从而在提高逼近精度的同时减少隶属函数个数的增加 .通过仿真将这一方法与均匀划分方法及自组织聚类方法比较 ,结果表明 。

捷联惯导系统初始对准的H_∞滤波及卡尔曼滤波比较研究

研究了基于卡尔曼滤波和基于H_∞滤波的两种初始对准方法。通过建模仿真及比较分析,得出了在外界噪声影响较大或有建模误差时,使用卡尔曼滤波将出现滤波延缓甚至发散现象,而使用H∞滤波,能有效克服传统Kalman滤波器性能恶化的问题,既可获得较高的对准精度,又提高了系统的实时性,从而从总体上提高初始对准效果。

基于虚拟仪器技术的加速度计集成自动测试系统

本文介绍了一套基于虚拟仪器技术的加速度计集成自动测试系统。该系统采用NI公司的LabVIEW开发平台,实现了加速度计的静态性能、动态性能及灵敏度性能的自动测试,完成数据采集、测试的控制与实时显示、数据存储与分析处理以及所生成报表的浏览与打印等功能,提高了测试的精度和效率,为加速度计的性能分析与进一步改进提供基础。

船载炮的射击误差分析及消除方法

基于船舶在海浪中运动模型,结合炮兵射击学原理,研究了船舶摇摆导致火炮基座运动以及杆臂效应导致子惯导初始对准误差等因素对火炮射击的影响,分析了传递对准消除对准误差角的效果。仿真表明,低射界射击情况下,纵摇和横摇对射击距离的影响随射程增大而减小;对射击方向而言,纵摇的影响随射程增大而减小,而横摇的影响则随射程增大而增大;由安装偏差所造成的杆臂效应产生的误差角对射击的影响也很明显,其影响随船舶振荡运动的幅度的增加而增大;采用基于卡尔曼滤波的传递对准能快速消除船载炮初始对准角误差,从而提高火炮初始装定射角的准确性。

RBF神经网络用于辨识光纤陀螺温度漂移

温度漂移是存在于光纤陀螺系统中使得输出信号产生较大偏置误差的一种不可忽略因素，准确地辨识漂移并有效地对其进行补偿直接关系到陀螺的测量精度．文中比较了前馈网络中的ＢＰ网络和径向基函数（ＲＢＦ）网络，采用ＲＢＦ网络进行温漂辨识．温漂辨识可以通过离线事先学习，因而在多种学习方法中选择了简单易行、精度高且运算速度快的正交最小二乘（ＯＬＳ）法．通过仿真验证，采用ＲＢＦ网络及其ＯＬＳ学习算法可以快速、有效、高精度地辨识并补偿温漂．

一种新型自适应联邦滤波方法在战术导弹导航系统中的应用(英文)

为满足复杂的环境下战术导弹导航系统的高可靠性导航的要求,对战术导弹的多传感器组合导航进行了研究。提出了一种基于新型自适应联邦卡尔曼滤波的巡航导弹SINS/GPS/EC组合导航方法,根据联邦滤波的分散滤波结构,分别建立了各滤波器的模型,进行了仿真试验验证。仿真结果表明,采用新型自适应联邦卡尔曼滤波算法的导航精度比采用集中卡尔曼滤波算法提高幅度不大,略高一些,但从自适应联邦卡尔曼滤波器的容错性比集中卡尔曼滤波器好得多,便于各导航子系统的故障检查和隔离。本文设计自适应联邦SINS/GPS/EC滤波器的在子系统较多的组合导航设计中具有高可靠性、低计算量、低成本和小体积等优势,具有工程应用价值。

组合导航系统UKF滤波算法设计

将平淡Kalman滤波(UKF)方法应用于低成本SINS/GPS/MC组合导航系统,建立了系统的非线性误差方程,并设计了相应的UKF算法与滤波器;针对组合导航中捷联惯性导航子系统的反馈修正,提出了一种根据误差角对四元数进行修正的方法.试验结果表明,本文设计的UKF效果优于集中Kalman滤波,且采用四元数反馈修正方法后较大地提高了滤波精度.

基于电涡流位移传感器和虚拟仪器技术的微小位移测量

微小位移量的精确测量是测控工程技术中一个重要的课题。介绍一种针对具体工程的、基于电涡流位移传感器和虚拟仪器技术的微小位移测量方法。采用高精度电涡流位移传感器和虚拟仪器技术、合理设计测量机械机构和数据采集与处理系统,使计算机可以精确测量微小位移量,为准确分析数据结果提供了有利的先决条件,使测量系统精度大大提高。

高精度捷联惯导姿态更新优化算法研究

介绍了捷联惯导姿态更新算法中的旋转矢量算法。在传统的旋转矢量算法的基础上,提出一种新的航姿算法,并分析了此算法在典型圆锥运动输入下的误差。新航姿算法是利用增加一个角速度拟合参数来估算算法误差,进而优化姿态更新的方法。与传统的旋转矢量算法比较,算法无需计算误差四元素,新算法更为简单明了,为改进旋转矢量算法提供了一种新的思路。

基于虚拟仪器的电位计自动检测系统的研制

介绍了一套基于虚拟仪器技术的电位计自动检测系统,该系统采用NI公司的LabVIEW开发平台,实现了电位计的各项性能指标的自动测试,完成数据采集、测试的控制与实时显示、数据存储与分析处理以及所生成报表的浏览与打印等功能,提高了测试的精度和效率。

船舶摇摆运动对船载炮射击的影响

从船舶在海浪中运动模型出发,结合炮兵射击学原理,研究船舶摇摆导致火炮基座运动以及杆臂效应导致子惯导初始对准误差等因素对火炮射击的影响,主要针对船载炮射击在距离与方向的影响进行分析。并提出了采用初始装定误差补偿的方法消除船舶运动与杆臂效应对射击的影响。

船舶操舵系统的鲁棒自适应控制

本文主要研究自适应控制在工程实现中的鲁棒性问题。对模型参考自适应控制提出了可变式参考模型方法，对自校正控制则分别采用可变式性能指标与自适应人工神经元预测模型方式，从而增强了自适应律在对象时变、非线性等引起模型失配情况下的鲁棒性，也大大扩大了自适应控制的应用范围。最后，就自适应控制在船舶操纵中的应用，分别以实船试验与仿真结果对上述结论进行了验证。

高动态下紧耦合组合导航改进UKF滤波器设计

由于紧耦合导航系统模型为非线性模型,采用线性化滤波方法,线性化误差将影响组合导航的精度,高动态下影响更为明显。UKF(平淡卡尔曼滤波器)避免了非线性系统模型的线性化过程,具有较好的精度。但在高动态条件下,随着滤波迭代计算的进行,舍入误差的积累会引起均方误差矩阵失去非负定性甚至对称性,使滤波增益矩阵失去合适的加权作用从而导致滤波器的发散。提出一种UKF改进算法,将平方根滤波与UKF相结合,避免了高动态下的滤波发散问题。通过仿真比较,基于Potter平方根算法改进的UKF紧耦合导航系统在高动态情况下具有更好的精度及鲁棒性。

电子罗盘在捷联惯导初始对准中的应用

由于低成本捷联惯导系统难以完成航向自对准,故引入电子罗盘来解决此问题。本文介绍电子罗盘TCM2的航向测量原理,并提出基于椭圆假设的非线性两步估计算法来补偿电子罗盘误差;讲述电子罗盘在捷联惯导初始对准过程中的应用;分别进行了电子罗盘误差补偿和捷联惯导初始对准实验。实验结果显示,补偿后的航向角误差能控制在1°以内;且将补偿后的电子罗盘用于捷联惯导初始对准能缩短对准时间,提高对准精度。