基于EKF/PI滤波的小推力轨控期间自主导航算法

研究了以电推小推力作为主要的轨控推力来源的高轨卫星在轨控期间的自主导航算法。针对GNSS接收机在高轨的测速精度相对较差,以及轨控期间电推产生的推力较小,常规加速度计无法准确测量,从而导致在轨控期间自主导航精度下降的问题,提出了基于EKF+PI滤波的一体化自主导航算法。通过结合EKF滤波和PI滤波算法,经EKF滤波抑制GNSS接收机定位数据的测量白噪声,然后通过PI滤波估计电推加速度并反馈给EKF滤波算法,提高电推工作期间EKF算法的导航精度。仿真结果表明,基于EKF+PI滤波的一体化自主导航算法可以准确估计出电推加速度大小,同时可有效提高连续小推力轨控期间的自主导航精度。

基于跟瞄和加表PI滤波近程相对导航方法

针对由于加速度计存在漂移和目标星加速度未知,基于C-W(Clohessey-Whiltshire)方程递推的近程相对导航无法长时间使用的问题,提出了一种基于跟瞄相对测量信息修正相对位置/相对速度误差和估计加表漂移的方法,并给出了比例积分(PI)滤波近程相对导航算法。最后,进行了工程应用方式分析和仿真验证。相对位置误差估计精度优于50 m。仿真结果表明:该方法既能确保相对位置和相对速度输出的连续性,又可抑制跟瞄观测噪声并消除长时间积分累积误差。基于PI滤波的近程相对导航方法计算简单,易于工程实现,且已通过在轨考核验证。

基于PI滤波估计加表漂移的兼容机与加表组合导航

研究基于PI滤波估计加表加速度漂移的兼容机与加表组合导航算法,针对加表存在漂移不能长时间使用,而兼容机不能保证连续输出且速度测量精度相对较低的问题,提出仅利用兼容机位置作为观测量采用PI滤波估计加表漂移的方法,并与加表组合导航给出连续位置/速度信息。基于PI滤波的组合导航算法简单,且易于工程实现;仿真结果表明基于兼容机位置与加表组合导航算法能有效估计加表漂移,提高位置/速度估计误差;兼容机位置与加表组合导航算法已通过在轨考核验证。

Pi型电感耦合LTCC滤波器的寄生感性耦合研究

对二阶Pi型电感耦合LTCC滤波器中各个元件的电容及电感寄生效应进行了分析,提出了一种新的寄生电感耦合分析方法,并根据分析结果设计了一个二阶Pi型电感耦合和一个二阶Pi型电容耦合LTCC带通滤波器,其中,电感耦合滤波器的设计指标为:中心频率2.45GHz,相对带宽32.65%,带内插入损耗2dB,回波损耗18dB;电容耦合滤波器的设计指标为:中心频率2.45GHz,带宽100MHz,带内衰减2dB,通带回波损耗15dB。利用HFSS软件对两个滤波器进行了建模及仿真计算。仿真结果表明,电感耦合及电容耦合LTCC带通滤波器的尺寸分别为3.440mm×2.310mm×0.625mm和4.20mm×2.40mm×0.54mm。这表明在滤波器设计中对感性耦合加以适当利用是可行的。

商用车定速巡航控制策略的试验研究

为了减轻司机疲劳程度,提高驾驶舒适性,基于商用车提出一种定速巡航控制策略,该控制策略将巡航工况分为几种巡航模式,通过调节扭矩实现车速的控制。控制策略需要协调控制用户接口、巡航控制状态转换、车速和扭矩管理模块,并且及时响应。为简化算法,运用PI控制和滤波处理来控制巡航目标车速、巡航设定点车速和实际车速等。在此基础上,对搭建的定速巡航控制策略进行实车道路验证,主要验证“加速-保持-退出”模式、“减速-保持-点加-保持”模式。试验结果显示,该方案能够按照驾驶员的意愿进行自动巡航,并能够实时地完成各个功能的转换,工作平稳,控制效果显著。

陀螺与星敏感器组合定姿及陀螺漂移估计

研究基于PI滤波估计陀螺角速率漂移的陀螺与星敏感器组合定姿算法,首先推导了陀螺角速率漂移与姿态偏差四元数之间的关系,并基于姿态偏差四元数和PI滤波估计陀螺角速率漂移;接着给出了分别基于J2000惯性系和轨道坐标系的星敏感器与陀螺组合定姿算法和姿态偏差四元数求解方法;最后进行了工程应用方式分析和仿真验证。本文基于PI滤波的组合定姿算法简单,易于工程实现,并已通过在轨考核验证。

基于FPGA的一种新型数字鉴频鉴相器的设计

对于电机的锁相控制,需要对相差进行PI性质的环路滤波,但现有的锁相环中鉴频鉴相器输出为相差脉冲而非数字量,难以直接进行PI特性的环路滤波。该文提出了一种基于FPGA的新型数字鉴频鉴相器,通过对晶振时钟的非整数分频获取准确的参考时钟,基于触发器计数机制实现了PFD相差脉冲的数字量化,且可以输出频差数字量。利用VHDL硬件描述语言进行设计,在ModelSim软件中进行仿真,并在EPF10K40型FPGA芯片中进行综合实现,仿真和实验结果验证了该方法的正确性和有效性,为电机锁相控制中环路滤波参数的调整及控制算法的改进提供了便利条件。

基于智能手机的PDR定位航向估计算法研究

随着智能手机的普及,基于手机惯性传感器的PDR定位研究和应用越来越广泛。为探究不同航向估计算法对航向角解算的精度以及对PDR定位轨迹的影响,介绍了PI互补滤波法、梯度下降法、卡尔曼滤波法三种姿态解算算法的基本原理。在相同环境下,设置转台实验进行算法精度对比,设置PDR定位实验,分析三种算法对PDR定位轨迹的影响。通过试验结果的对比分析,论述了三种算法的精确度以及优缺点。