基于滑动最速跟踪微分器的遥测数据滤波方法

原始卫星遥测数据中通常含有噪声和野值,为确保对卫星状态的准确分析,需要对遥测数据进行滤波处理。提出一种面向卫星遥测数据的滑动最速跟踪微分器滤波方法,针对最速跟踪微分器的参数选择问题,采用扫频法分析其幅频特性,建立了跟踪因子与滤波结果之间的函数关系,在此基础上,利用滑动窗口划分遥测数据,并分析各窗口内数据局部稳定性与跟踪因子之间的关系,给出了局部数据跟踪因子的计算方法,实现对各窗口内遥测数据的动态滤波。实验结果表明,该方法能够避免传统数字滤波器处理遥测数据的局限性,可以有效滤除卫星遥测数据中的噪声和野值。

改进的最速跟踪微分器滤波效果仿真

为保证获得数据的实时性以及滤除数据在获取过程中存在的一系列野值干扰,利用鲁棒滤波理论对最速跟踪微分器的跟踪和抗野值功能进行了改进,利用误差反馈的思想,对最速跟踪微分器进行实时在线的补偿修正,并将改进型跟踪微分器与标准最速跟踪微分器和鲁棒Kalman滤波器仿真结果进行了比较,表明经改进的最速跟踪微分器有更好的跟踪、滤波以及抗野值效果。

基于鲁棒滤波理论的最速跟踪微分器滤波特性研究

为保证获得数据的实时性以及滤除数据在获取过程中存在的一系列野值干扰,对标准最速跟踪微分器进行了仿真设计,然后利用鲁棒滤波理论对最速跟踪微分器的跟踪和抗野值功能进行了改进,并与标准最速跟踪微分器仿真结果进行了比较,表明经改进的最速跟踪微分器有更好的跟踪、抗野值干扰效果,并将之应用于实测电罗经数据的处理过程。

基于最速跟踪微分器的电罗经直航向鲁棒控制

为减小舰船直航向运动情况下风、流、摇摆等对电罗经航向造成的随机误差影响,提高舰船直航向运动时电罗经指向精度,采用高阶AR模型对其随机误差进行建模,确定模型阶数,获得了较为准确的误差模型。同时,基于建立的模型,对电罗经航向随机误差进行预测,利用前期预测值结合自行设计的鲁棒最速跟踪微分器对随机扰动进行抑制。通过与标准最速跟踪微分器进行对比表明,采用鲁棒最速跟踪微分器与高阶AR模型结合的方法较为有效地抑制了电罗经航向随机误差过程,为减小电罗经直航向误差提供一种行之有效的方法。

基于预报补偿最速跟踪微分器的视线角加速度滤波算法研究

本文讨论从被噪声污染的信号中合理提取微分信号的问题,首先分析经典微分器的数学含义及其噪声放大的根本原因,在韩京清教授提出的最速跟踪微分器理论基础上,对其相位延迟进行预报补偿,分析其频率特性,然后仿真分析最速跟踪微分器在求解视线角加速度应用中的效果。

基于改进最速TD和DOBC的光储并网功率平滑策略

为提高光储系统并网功率的稳定性,提出基于改进最速跟踪微分器(TD)算法和干扰观测控制(DOBC)原理的储能系统平滑策略。首先,采用相位补偿的最速TD算法实现并网功率跟踪;其次,设计了一阶干扰观测器以求出储能系统的目标输出功率;最后,对储能系统进行约束以避免电池过充、过放及出力骤变等情况。仿真和真实微网系统实验表明,相较于传统策略,所提策略具有跟踪响应及时、平滑效果优越、储能功率波动小等优点,具有工程应用价值。

基于自抗扰控制的2.5 m望远镜主轴伺服控制系统

为了满足2.5 m大视场望远镜的跟踪要求,提出了望远镜主轴伺服三闭环控制设计方法。在整定好的电流环输入端注入正弦信号,扫频测试主轴伺服速度环的开环频率特性。根据谐振频率设计结构滤波器抑制机械谐振,从而达到更高的闭环带宽。最后,依据辨识得到的控制模型,设计速度环线性自抗扰控制器和位置环比例控制器。速度环基于线性扩张状态观测器估计扰动并补偿其影响,可以达到更高的低速跟踪精度。为解决快速搜索问题,根据设备允许的最大速度、加速度,基于离散最速跟踪微分器安排过渡过程。实验结果表明:线性自抗扰控制相比PI控制,2.5 m大视场望远镜进行1.24°视场角快速步进搜索的时间由1.6 s降低为1.0 s;以速度为2(°)/s,加速度为1(°)/s2作为等效正弦引导的误差均方根值由1.08″降低为0.60″;低速跟踪斜率为0.0001(°)/s的位置斜坡曲线时,位置跟踪稳态误差均方根值由0.0158″降低为0.0106″。线性自抗扰控制能够满足大视场角天文望远镜高效率快速搜索和低速精密跟踪的要求。

电磁轴承刚性转子系统前馈解耦控制

为了消除电磁轴承支撑的刚性转子系统径向各自由度间的耦合,提出电磁轴承刚性转子系统径向四自由度的前馈解耦控制策略;针对解耦后系统存在的不平衡振动,提出基于不平衡量辨识的转子不平衡补偿方法;为了提升解耦和不平衡补偿效果,利用最速跟踪微分器来获取前馈解耦控制器及不平衡量辨识器所需的微分信号.仿真及试验结果表明,所设计的前馈解耦控制器可以将电磁轴承刚性转子系统径向原来相互耦合的四自由度系统解耦为4个单自由度系统;利用所设计的不平衡量辨识器辨识出转子不平衡量并对其进行补偿,能够抑制转子系统的不平衡振动;采用最速跟踪微分器,不仅能够削弱测量噪声对解耦效果及不平衡补偿效果的影响,还能够提升控制系统的抗噪能力.

分布式电驱动装载机驱动防滑控制

分布式电驱动装载机是电动底盘技术在工程车辆上的重要应用。装载机铲土作业时车速接近于零且不易准确获取,基于滑转率的防滑控制算法难以应用。本文通过分析车轮打滑时的角加速度特性,提出基于车轮角加速度逻辑门限的防滑控制方法和数据处理算法。首先通过装载机的实车数据验证算法的有效性。随后采用AD‐AMS和Simulink联合仿真分析,结果表明算法在装载机铲土作业工况下能有效防止车轮持续打滑,发挥路面附着条件。同时,该控制算法在低附路面加速工况下也获得良好的防滑效果,具有一定的路况适用性。

电罗经航向的H~∞跟踪估计方法研究

为提高在风、流、摇摆等众多外界干扰下电罗经航向输出的精确度,提出了基于H~∞的航向跟踪估计方法。简要介绍了H~∞估计理论,基于H~∞估计理论对最速跟踪微分器进行一步改进设计,构造误差反馈矩阵,实现最速跟踪微分器的在线反馈控制,获得较为理想的效果,为减小电罗经航向误差及提高航行安全提供一种行之有效的方法。