激光捷联惯导系统高阶误差模型的建立与分析

针对弹道导弹、火箭的工作环境存在剧烈振动的情况,研究了激光陀螺捷联惯导系统在线振动环境下的误差传播特性,指出加速度计二次项误差对导航精度有重大影响,建立了包括加速度计二次项误差的31阶误差模型。为了评价该模型的准确性,设计了静态和线振动仿真实验,将其与不考虑二次项误差的28阶误差模型进行了比较。仿真结果表明:静态时,两种模型准确度相当;当系统工作环境存在线振动时,建立的31阶误差模型比28阶误差模型准确度提高约5倍。

激光捷联惯导高阶误差模型参数系统级辨识

为改善高动态环境下激光捷联惯导系统的导航精度,建立了包含加速度计二次误差项和尺寸效应误差项的高阶误差模型,设计了合理的误差激励路径,以导航速度误差为观测量,利用系统级辨识方法对转台实测数据进行辨识,并对比了常规误差模型与高阶误差模型的补偿效果:在900 s动态导航过程中,东向速度误差由原来的15 m/s降低至3 m/s,北向速度误差由原来的10 m/s降低至2 m/s,结果表明基于系统级辨识的高阶误差模型可有效提高系统导航精度。

一种稳健的四阶累积量ESPRIT测向方法研究

本文提出了一种基于四阶累积量的ESPRIT超分辨阵列测向算法,该算法适用于任意形状排列的空间阵列。通过对误差模型的分析,发现该算法具有稳健性,只要接收通道中任意两个通道能保持一致,该算法就能得到正确的方向估计。计算机模拟验证了该算法的正确性。

并联测量机柔性动力学建模与误差耦合

为解决目前高速机构存在的高速与高精度之间的矛盾,研究了高速并联测量机的柔性问题。应用弹性梁运动学理论和Galerkin模态截断法推导了一维弹性梁运动学变形位移模型;以欧拉-贝努利梁为假设,应用Hamilton原理建立了考虑中线变形的柔性结构耦合动力学模型。最后,基于中线耦合动力学模型,测试了不同速度下弹性振动产生的误差,提出了通过调节黏滞摩擦系数来降低振动耦合误差,进而提高测量精度的方法。基于仿真实验验证了提出方法的有效性和可行性。结果表明：在忽略结构误差前提下,角速度为300rad/s时产生的横向一阶振动耦合误差最大值为28.6μm;合理调整黏滞摩擦在0.4-0.5时,振动耦合误差降低至15μm以内,相比调整前误差降低了13.6μm。提出的方法为进一步解决高速与高精度之间的矛盾和研究高阶弹性振动与精度的耦合机理提供了理论基础。

一种具有高阶无静差特性的内模控制器

本文在内模控制的基础上提出了一种易于实现高阶无静差的控制结构 ,并对其鲁棒稳定性及无静差跟踪性能进行了理论研究。基于 MATLAB的仿真表明 :双口控制结构可实现对高速度。

航空遥感运动补偿用POS高阶误差模型的建立与分析

位置姿态系统(position and orientation system,POS)作为航空遥感中运动补偿的通用载荷,其精度直接影响成像质量。为提高POS的定位定姿精度,在15维传统误差模型的基础上考虑了陀螺和加速度计的刻度因子误差和安装误差的标定残差对POS精度的影响,并使用随机常值、一阶马尔科夫过程表示陀螺随机漂移和加速度计随机偏置,建立了一个39维的高阶误差模型。为了评价该模型的准确性和实用性,将其与其他的误差模型比较,进行了POS与相机的联合飞行实验。实验结果表明,基于39维高阶误差模型的POS精度较其他的误差模型有明显提高。

守恒高阶各向异性交通流模型基于POD方法的降阶外推差分格式

利用Godunov流方法和特征投影分解方法,对守恒高阶各向异性交通流模型建立一种自由度很少、精度足够高的降阶外推差分算法,并给出这种降阶外推差分算法近似解的误差估计和算法实现.最后,用数值例子说明数值结果与理论结果相吻合,并阐明这种降阶外推差分算法的优越性.

一种变步长星座匹配多模算法

常数模算法(CMA)在QAM信号上的星座图匹配,存在剩余误差大、无法纠正相位偏差等问题。为此,在研究盲均衡算法的基础上,根据高阶QAM信号的星座图特点,构造新型的均衡估值函数,并采用误差能量作为步长变化的依据,提出一种变步长星座匹配多模算法。仿真实验结果表明,该算法具有较好的收敛效果,且能改善位偏转,保持CMA算法的鲁棒性。

随钻用光纤陀螺惯导系统振动误差建模与辨识

随钻振动工作环境下,针对惯导系统传统的线性器件误差模型不能适用于线振动工作环境的问题,提出了适用于振动条件下的高阶器件误差模型。通过分析二次项误差在静止与振动状态下的误差传播特性,得出加速度计二次项误差为线振动中主要误差项,建立包含加速度计二次项误差的36阶Kalman滤波器。与传统33阶误差模型相比,36阶误差模型可以有效分离和辨识器件误差。最后,在线振动状态下进行导航验证。结果表明,补偿了二次项误差之后的导航误差得到了大幅优化,速度误差由50m/s减小至2.2m/s,位置误差由90000m减小至2000m,姿态误差由0.7°减小至0.01°。

特定条件下高阶WENO格式计算结果误差

通过比较一阶迎风格式和五阶WENO格式模拟激波、接触间断、曲线坐标系下的均匀流和激波正规反射等4个简单流场得到的数值结果,发现WENO格式模拟的激波和接触间断在从初始间断变化成数值过渡区的过程中出现的非物理波动比一阶迎风格式的结果更加明显,流场结构也更加复杂;同时,由坐标变换而产生的几何诱导误差和边界近似模型误差也明显比一阶迎风格式的误差大。对这些现象进行数值和理论分析,得出高阶WENO格式在某些计算条件下存在放大计算结果误差的风险。受近期国内外文献启发,对目前高精度格式的空间多点构造方法和双曲型方程的特征线理论之间存在的矛盾进行了讨论。

离焦图像最优退化模型的分析方法

针对常用的离焦退化模型,引入图像均方差(MSE)、图像熵及高阶累积量3种分析评价方法。在最优退化模型分析的仿真实验中,图像熵和高阶累积量取得了与需要参考图像的MSE一致的结论,从而证实了其有效性。图像熵和高阶累积量不需要参考图像,因此可以在实际的离焦分析中广泛应用。