数字滤波对扰动基座初始对准影响分析

针对扰动环境下角运动和线振动干扰影响捷联惯导初始自对准精度的问题,采用惯性系粗对准方法来隔离角运动干扰影响,设计了FIR数字低通滤波器用来抑制线运动干扰的影响,通过微幅、小幅和大幅晃动3种试验对算法性能进行了验证。结果表明,在3种试验条件下,所设计的初始对准算法均可以在5 min内达到与静基座初始对准相同的精度。该方法可以为工程应用提供参考。

基于三次B样条小波变换的寻北仪抗基座扰动研究

为消除连续旋转式寻北仪寻北时基座扰动对寻北精度的影响,提出对动基座下寻北仪的信号进行多尺度小波分析,通过多尺度下小波变换的模极大值对受到干扰的信号进行奇异点辨识,准确地确定出寻北仪信号受到干扰的起点和终点,并根据连续旋转式寻北仪的工作特点,将受到干扰的数据段用上周同一时刻的数据段进行替代,消除了基座扰动对寻北精度的影响。试验结果表明,该方法能有效提高连续旋转式寻北仪抗基座扰动的能力。

陀螺寻北仪基座扰动的一种补偿方法

为了减小基座扰动对寻北精度的影响,首先分析了基座扰动引起的寻北误差,推导了基座扰动与寻北误差之间的关系表达式,并提出通过增加隔振基座和选择采样时间来减小基座扰动引起寻北误差的方法,通过卡车振动试验,证明该方法可以较好地减小基座扰动对寻北精度的影响。

全程恒定基座姿态零扰动的空间机械臂轨迹规划

本文研究了全程恒定基座姿态零扰动的自由漂浮空间机器人(FFSR)末端位姿轨迹规划的问题。针对无运动学冗余自由度的三关节平面FFSR系统,首先建立了其末端位姿与关节角之间的状态变换关系,然后给出了以基座姿态和关节角为状态变量的系统方程。根据该系统方程,利用非线性系统的可控性判据证明了在保证全程恒定基座姿态零扰动的前提下,对FFSR系统的末端位置和姿态同时作轨迹规划的可行性;再利用最优控制策略,将轨迹规划问题转换为最优控制问题,设计了一种全程恒定基座姿态零扰动的末端位姿轨迹规划方法。数值仿真验证了结论的正确性和设计方法的有效性。

基于分段统计非等权处理提高寻北仪抗基座扰动的能力

为减小静基座寻北时外部基座扰动对寻北精度的影响,文章首先分析了基座扰动引起寻北仪输出数据变化的特点,根据干扰大小的时段性,提出采用分段统计非等权处理的方法对寻北仪原始输出数据进行滤波处理,将分段统计后的均方差大小作为衡量该段数据可信度的依据,并对每段数据赋予不同的权值。通过人员走动及上下车的扰动试验进行仿真,证明该方法可以较好地减小基座扰动对寻北精度的影响。

冗余空间机器人基座姿态无扰动路径规划

在研究冗余空间机器人基座姿态无扰动路径规划以实现在空间机器人末端进行连续路径跟踪的过程中基座姿态无扰动。提出一种具有奇异鲁棒特性的反作用零空间算法以完成冗余空间机器人关节运动与基座姿态扰动的解耦控制,其克服了传统基于反作用零空间算法中的算法奇异问题,且结合奇异鲁棒逆以及变阻尼系数克服动力学奇异,进而得到奇异鲁棒的空间机器人基座姿态无扰动路径规划算法。建立基于MATLAB/Simulink的空间机器人数值仿真系统以验证所提出算法的实用性以及可靠性,仿真结果表明提出的算法具有可行性。

基于B-小波提高寻北仪抗基座扰动的能力

为消除静基座寻北时外部基座扰动对寻北仪精度的影响 ,提出采用波形反对称的三阶 B-小波对寻北仪原始输出信号进行滤波处理 .通过对多尺度下小波变换模极大值的分析 ,可以确定低频基座扰动在时域上的作用点 ,从而消除受污染数据对寻北精度的影响 .利用实测数据进行的仿真表明 ,该方法能有效地提高寻北仪抗基座扰动的能力 .

基座扰动影响磁悬浮寻北仪精度的数据处理方法研究

影响磁悬浮寻北仪精度的因素可分为高频噪声干扰和低频大能量干扰,为消除基座扰动对磁悬浮寻北仪精度的影响,采用小波预处理消除系统内部高频噪声影响;并提出基于EMD分解干扰点检测的三次样条插值包络均值滤波结合抗差估计的新算法,以有效消除外界低频大能量干扰。对比分析算数均值滤波和最小二乘法的寻北结果精度,计算结果表明,存在外界异常干扰时,提出的处理算法可以得到更高的寻北精度。

基于多项式拟合的抗扰动纬度估计和粗对准方法

针对纬度未知条件下捷联惯导系统(SINS)扰动基座下初始对准问题,提出了基于惯性系比力积分及多项式拟合的纬度估计与粗对准算法。首先,基于惯性系和姿态阵链式分解,隔离角晃动;其次,通过比力积分,平滑高频线运动干扰和加速度计噪声;最后,对比力积分进行以时间为自变量的三次多项式拟合,进一步抑制线运动干扰,同时根据拟合参数实现纬度估计和粗对准。转台摇摆对准实验结果表明,高精度光纤捷联惯导系统采用该算法可以在1 min内实现纬度估计和粗对准,纬度估计精度优于0.2°(RMS),以静基座对准后姿态保持结果作为摇摆状态姿态参考时,水平姿态角相对偏差小于0.001°(RMS),航向角相对偏差不大于0.07°(RMS),可满足粗对准工程应用的快速性和精度要求。

抗差估计在光纤陀螺信号处理中的应用

为了消除静基座寻北时基座扰动对寻北精度的影响,基于抗差估计提出了一种处理光纤陀螺信号的方法。采用最小二乘估计和抗差估计对光纤陀螺的输出值进行处理,比较了信号中残留的噪声项及干扰项的处理效果。计算结果表明:当载体运动比较剧烈时,抗差估计可以有效剔除异常干扰,从而可以获得较高的寻北精(密)度。

小波消噪技术在非陀螺寻北系统中的应用

为消除基座扰动对非陀螺寻北系统测量精度的影响,采用小波消噪技术对系统的输出信号进行处理。提出了利用信号在多尺度下小波变换系数中,其有用信号为平稳信号,而干扰噪声的模极大值并不随小波分解尺度增加而减少的特性,来确定基座扰动在时域上的作用点,消除影响后再进行小波变换消噪的方法。通过实验证明,该方法能有效提高系统的寻北精度,并增强系统在大幅度基座扰动下快速寻北的鲁棒性。

空间机器人动力学奇异回避的笛卡尔轨迹规划

针对空间机器人动力学奇异的回避问题,提出一种基于组合函数的笛卡尔轨迹规划方法。将梯形规划与正弦函数相结合,对机械臂末端的位姿进行参数化。机械臂沿着某一轨迹运动时,根据阻尼最小方差法(DLS)的特点,提出一种判断是否发生动力学奇异的方法,并据此进行轨迹规划。该方法可以保证空间机械臂运动过程中不会遇到动力学奇异。此外,将基座姿态扰动和机械臂运动时间作为目标函数的一部分,最终,轨迹规划问题转化为多目标优化问题,并利用混合整数规划的混沌粒子群优化算法(CPSO)进行求解。该优化算法能够改善标准粒子群算法(PSO)的"早熟"现象。仿真结果表明,新方法能够有效处理动力学奇异问题,减小基座姿态扰动及运动时间。

空间机械臂运动轨迹规划研究

文章以基座姿态扰动对机械臂控制影响为基础进行探讨,并对卡迪尔轨迹进行了合理的优化,让基座姿态扰动达到了最小化。