HRG旋转方位平台惯导系统频域导航算法

为提高HRG平台惯导系统的自主导航精度,提出在频域中对HRG旋转方位平台惯导系统进行导航解算,以解决其存在较大的旋转效应及划桨效应误差的问题。算法基于傅里叶变换对惯性仪表离散信号进行重构,经比力和坐标变换矩阵频域转换、频域卷积运算及傅里叶反变换后实现了用解析积分来代替数值积分,有效降低了常规时域导航算法速度求解中的时移影响。仿真结果表明,算法能够有效抑制旋转效应及划桨效应误差,提高系统的导航精度。

提升小波变换在HRG动态信号处理中的应用

为减少动态环境下半球谐振陀螺输出信号噪声,提高惯导系统精度,提出了一种基于提升小波变换(LWT)的滤波算法。将信号经小波变换提升算法进行尺度分解后,对低频小波系数进行前向线性预测(FLP)滤波,进一步去除低频干扰,提取有用信号,高频小波系数直接置零或按照一定阈值规则处理,显著提高了重构信号的精度,去除了陀螺噪声。详细对比了新算法、卡尔曼滤波算法和FLP滤波算法,并分析了三者的去噪效果。仿真结果和实际试验数据表明:新算法能有效抑制动态环境下半球谐振陀螺输出噪声,标准差为卡尔曼滤波算法的一半,运算时间缩短了30%;该滤波算法不但速度快,精度高,而且计算量小,抗干扰性好,滤波后可以有效跟踪有用信号。

智能看护器人对人体行为理解的关键技术研究

随着经济的发展,许多人因工作的原因无法照看家中的老人和小孩。智能看护器人可通过视、听、嗅等感知识别人类行为或场景。由于传统智能看护器人对人体行为理解算法存在缺陷,因此提出了HRG算法。通过检测人体目标,包括时光帧算法和特征提取两个步骤,获取人体轨迹;通过分析人体运动轨迹,为实现HRG算法奠定基础;通过人体目标检测和人体轨迹,实现HRG算法设计。实验对比,本设计反应速度快,反应时间短,对动作的理解优于传统算法。HRG算法能够使智能看护器人在人体行为理解中作出重要贡献。

Cordic算法在半球陀螺中的应用及实现

半球谐振陀螺仪是一种新型长寿命、高可靠和高精度固体振动陀螺仪,其谐振频率会随环境温度的改变而变化,这种变化会对陀螺的控制精度产生不利影响。在介绍半球谐振陀螺基本控制原理的基础上,提出了一种基于Cordic算法的数字锁相环（DPLL）,并给出Cordic算法的原理及在现场可编程门阵列（FPGA）上的设计方法。通过Modelsim仿真软件给出了时序仿真结果,系统主时钟20 MHz,频率精度为0.004 6 Hz,相位精度为0.06°,7.2万门FPGA的资源利用率为65%。性能测试结果表明,在4.5~5kHz内,该低频数字锁相环实现了对半球陀螺频率、相位缓慢变化的精确跟踪功能。

基于最小均方算法的半球谐振子特征参数辨识方法

作为半球谐振陀螺的核心元件,半球谐振子的加工水平直接决定了陀螺的性能优劣。然而,目前尚缺乏有效方法来对半球谐振子的性能进行量化评估。针对这一问题,提出一种利用最小均方(LMS)算法来对半球谐振子的刚度各向异性Δω、刚度失准角θ__(ω)、阻尼各向异性Δ(1/τ)和阻尼失准角θ_(τ)这四种特征参数进行辨识的方法。首先,根据非理想谐振子的正交误差方程,在外界恒定转速Ω的激励下,获得仅包含Δω和θ_(ω)信息的陀螺正交分量q的数据集;其次,根据非理想谐振子的驻波方位角误差方程,在外界恒定转速Ω的激励下,获得仅包含Δ(1/τ)和θ_(τ)信息的驻波方位角θ的数据集;然后,根据正交误差方程和驻波方位角误差方程构建基于LMS算法的特征参数辨识模型;最后,利用Simulink程序仿真验证所提出辨识方法的有效性。仿真结果表明:半球谐振子的四个特征参数全部在8s以内完成辨识,并且全部收敛于参数的设定值。该方法不仅可以实现对半球谐振子的加工水平进行量化评估,而且可以为半球谐振陀螺的误差分析与补偿提供理论依据。

改进人工蜂群算法在谐振子参数优化中的应用

半球谐振陀螺是一种高精度、高可靠性、长寿命的新型固态陀螺仪。谐振子作为核心零件其性能决定着陀螺整体的性能。目前国内大多采用直径30 mm规格,其余结构参数均有所不同。寻找最优谐振子结构方案成为半球谐振陀螺研究的重点方向。首先通过关键参数提取,建立优化问题数学模型;然后介绍了改进人工蜂群算法;最后将改进人工蜂群算法应用到谐振子参数优化问题中,通过对比仿真目前工程应用方案与优化设计结果表明,谐振子性能有所提升。

一种改进PSO-ARMA半球谐振陀螺温度误差建模方法

为减小半球谐振陀螺(HRG)在温度效应下产生的漂移,建立了温度漂移补偿模型,对与温度有关的确定性漂移进行了补偿。提出了一种改进PSO-ARMA建模方法,对不确定性漂移进行了补偿。改进的PSO-ARMA建模方法将惯性权值递减策略引入到反向学习粒子群优化(PSO)算法中,提高算法跳出局部、快速收敛的能力,在建模时利用改进的PSO算法对ARMA参数寻优,以提高模型的精度。利用半球谐振陀螺升温实验数据进行了检验,经该模型补偿后,陀螺输出精度可达0.07°/h,且较传统ARMA建模方法精度提高了一倍。