GNSS广播ERP参数评估

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)、美国GPS、日本准天顶卫星系统(Quasi-Zenith Satellite System,QZSS)、印度区域导航卫星系统(Indian Regional Navigation Satellite System,IRNSS)等系统在导航电文中播发了地球自转参数(earth rotation parameter,ERP),即极移和世界时(Universal Time,UT)-协调世界时(Universal Time Coordinated,UTC)(ΔUT1).广播ERP主要用于需要在地球参考系和惯性参考系之间转换的GNSS星载应用,如卫星精密定轨、地月导航等.通过国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)收集了BDS、GPS、QZSS、IRNSS的广播ERP数据,评估了各GNSS的广播ERP不连续性,得到GPS和IRNSS的极移不连续性为0.9~1.4 mas,ΔUT1不连续性约为0.2 ms;QZSS的极移不连续性约为0.1 mas,ΔUT1不连续性约为0.02 ms;BDS的极移不连续性约为4.5 mas,ΔUT1不连续性约为1.3 ms.通过与国际地球自转和参考系服务(International Earth Rotation Service,IERS)14C04序列比较显示,QZSS极移误差约为0.6 mas,ΔUT1误差约为0.27 ms;GPS和IRNSS的极移误差约为2.4 mas,对于ΔUT1,GPS误差约为0.36 ms,IRNSS的ΔUT1误差相差较大,约为10.47 ms;由于更新间隔较长,BDS极移误差约为6 mas,ΔUT1误差约为1.2 ms;与GPS相比,BDS极移与ΔUT1误差分别差了近1.5倍和2.5倍.

地球自转参数预报误差对天文测量影响的分析

由于地球自转参数(ERP)的滞后性,目前主要使用国际地球自转和参考服务IERS发布的Bulletin A(简称A公报)预报值进行解算,ERP预报误差对于天文测量的影响目前缺少系统的研究。为此,本文选取IERS 2015—2021近7年A公报的ERP参数对其长期预报及不同时间跨度预报误差分析,并以某站数字天顶望远镜观测结果为例,分析了ERP预报误差对于天文测量的影响。结果表明,随着时间的增加,预报精度越来越差,对于极移参数,1年跨度的预报误差值达到了0.021 as,预报误差对天文经、纬度及方位角的影响分别为0.045 as、0.041 as和0.042 as,完全满足一等天文测量的精度要求;而UT1-UTC预报精度是限制A公报精度的主要因素,60天UT1-UTC的预报误差值已达到了0.007 s,对天文经度的影响达到了0.379 as,已超出一等天文测量的精度要求。为了满足一等天文测量的要求,选取UT1-UTC预报值时,其时间跨度最大为40 d。

传感器建模误差对其动态性能补偿效果影响的定量分析

研究了建模误差对传感器动态性能补偿效果的影响。定量分析了一阶系统、二阶系统的建模误差与工作频带拓宽倍数之间的关系,并给出了其关系图谱。由定量分析的关系式及其图谱得出结论:对于一阶系统,补偿效果只与建模误差有关,与时间常数无关,补偿效果一般均较明显;对于二阶系统,补偿效果由误差与阻尼比来决定,在较大的范围内,阻尼比越大,则获得同样补偿效果所需的建模精度就可以越低。这可为设计可靠实用的动态补偿滤波器及评价补偿效果提供依据。

储能逆变器预测控制误差形成机理及其抑制策略

在大功率储能系统中,由于储能逆变器开关频率低,采样、计算等引入的延时将恶化输出电能质量甚至引起系统的不稳定。采用预测控制可消除储能逆变器控制中延时的影响,但预测值受模型精确程度和输入扰动的影响与实际值存在差异。在储能逆变器数字化预测控制策略的基础上,推导预测误差与直流电压、负载电流和模型参数误差之间的传递函数,然后分析预测误差对逆变器数字化控制的影响,从而提出一种基于输出误差积分量和状态预测值的全维状态反馈控制策略,其外环采用输出电压误差积分以抑制预测误差,控制器采用后向差分形式的积分环节消除输出电压反馈引入的延时影响。该控制策略可有效消除逆变器控制中的延时,并且抑制了预测控制中的误差。最后设计一台30 kW原理样机,输出稳态误差由9%降到1%,验证了所提控制策略的正确性。

偏移抽样理论在磁异常化极中的应用

偏移抽样理论是关于傅里叶变换数值计算方法和计算误差的理论，它对原有理论的发展主要表现为：①给出了更广义、更普遍的算法；②给出了新算法误差的数学表达式以及进一步减小误差提高精度的途径和方法。以这一理论分析化极问题所得到的化极算法误差方程告诉人们，低纬区化极中随纬度降低而加剧的振荡和畸变问题，既非位函数本身所固有，亦非傅里叶变换之必然，乃是现有傅里叶变换数值计算方法的局限性所致。本文在洞悉这些现象根源的基础上，采用偏移抽样技术比较彻底地解决了这一问题，使低纬区乃至赤道化极不仅成为可能，而且还具有相当高的精度。此法摆脱了纬度制约波数域磁异常化极技术，将在磁测资料解释，尤其是近赤道和跨赤道磁测资料解释中发挥重要作用。

一种新的极点配置广义预测控制方法

提出一种新的极点配置广义预测控制方法 ,该方法在性能指标函数中引入控制增量的当前及过去值项来进行闭环系统极点配置 ,同时通过调节控制器中的设计参数可改进闭环系统动态性能 ,且能保证闭环系统无稳态输出误差。

利用测日实现快速天文定向

介绍了天文方位角测量原理,给出了实用的计算太阳视位置的方法;研究了在白天恒星无法应用的情况下,利用电子经纬仪测日进行快速天文定向及方位角测量,给出了具体的实施方法及数据解算过程,并对实际测量数据进行了精度分析。

用任意星进行天文定向的研究

天文定向是测定天文经纬度前不可缺少的一项工作,对其有着直接的影响,如定向不准确,则以后的工作无法完成。本文研究了在北极星无法应用情况下的天文定向问题,提出并实现了利用任意恒星进行天文定向;推导出了两种用任意恒星实现天文定向的公式,并给出了其具体解法。

基于系统辨识的地表太阳辐射Box-Jenkins模型的建立

利用天文辐射作为输入数据,采用系统辨识的方法得到地表太阳辐射的BJ(Box-Jenkins)模型,并通过残差分析和零极点检验。该方法可用于预测5～15min时间间隔的地表太阳辐射,为太阳能电站的功率输出预测提供太阳能辐射数据。

一类不确定线性系统鲁棒状态估计器设计

本文对一类不确定线性系统给出了一种鲁棒状态估计器设计方法．其主要思想是对允许的系统扰动，通过设计估计器参数矩阵使增广系统的极点位于左半复平面指定圆形区内或指定直线的左侧，且稳态误差协方差阵不超过给定上限．给出了鲁棒估计器存在条件及其解的一般表达式．

ARMAX模型在飞机火控系统精度试验中的应用

火控系统精度试验包括检验火控系统的静态精度和动态精度。动态精度试验是指在火控系统静态试验满足精度指标后 ,在目标和飞机处于相对运动的状态下 ,检查火控系统输出值相对标准值的误差。采用ARMAX模型进行火控系统动态精度的简易测试 ,动态建模后经过残差检验、零极点分析等 。

满意估计下的多指标相容性研究

针对一类线性随机系统 ,研究区域极点指标、H∞ 指标、误差方差指标约束下的满意估计问题。首先对问题的可解性即约束指标的相容性进行分析 ,利用线性矩阵不等式 (LMI)方法 ,对给定的区域极点指标 ,得到一个与之相容的较小H∞ 指标 ;进而在相容极点和H∞ 指标约束下 ,得到一个与它们相容的较小误差方差指标 ;然后 ,对相容的 3类约束指标 ,给出一个求解满意估计增益的基于LMI的方法 。

以磁通等效实现磁悬浮轴承磁极容错控制

针对8磁极电磁轴承容错控制问题,文中提出了一种基于磁通等效的电磁轴承容错控制方法。该方法首先通过仿真得到磁通的电流-磁通影响系数,利用线性代数理论计算得到电流分配矩阵。当某一个磁极回路发生故障时,利用电流分配矩阵计算重构电流,使8个磁极端面的磁通在故障前后保持不变,即磁通等效,从而实现容错运行。在ANSYS有限元仿真平台进行仿真,用磁通等效方法可以较好地还原故障前的端面磁通和磁力线分布,并计算得到了磁通误差(最大不超过3.2%,绝大部分小于0.5%)和力误差(最大不超过7%,绝大部分小于1.5%),证明了所提出磁通等效容错控制方法的有效性。

Oustaloup分抗电路的运算特征与逼近性能分析

从全新的分数微积分运算角度考察Oustaloup分抗有理逼近问题.以阶频特征函数与相频特征函数为分析的理论基础,从零极对子系统的运算特征入手,根据零极点递进分布情形,定量研究Oustaloup分抗逼近电路系统的的运算特征与逼近性能.使用相对误差函数,逼近带宽,指标,复杂度与逼近效益等工具与参量进行运算性能与逼近效益的定量分析.理论分析结果表明,阶频特征函数与相频特征函数共同表征了分抗逼近电路的运算特征与逼近性能,它们的数学表达式简洁、明了、准确,且Oustaloup分抗有理逼近速度较快、复杂度较低.

电极与PH计误差修正方法的探讨

通过对PH值的测量,针对在使用和检定过程中出现的PH值的读数误差这一现象,从应用化学和电子学两个方面进行了探讨,重点分析了引起电化学电池中电动势不稳定的原因,提出了相关的补偿方法。

极点迭代法──一个求最小条件平面度误差的快速、精确算法

在文献［３］、［６］的基础上提出了最小条件平面度误差的一种新算法。新算法在计算的主要过程中仅对每行的极值点进行迭代计算，在计算效率方面显著优于已有的算法。尤适宜于处理较大型的问题。

平面内直线度误差最小区域法的完备性研究

针对国家标准GB/T 11336-2004中用于平面内直线度误差最小包容区域评定的极点计算法对有些数据的处理结果不符合最小包容区域的高-低-高或低-高-低原则,即存在不完备性,因此提出定向极点搜索与迭代的评定方法。理论分析和平面内直线度误差数据的处理实例证明本方法完全符合平面内直线度误差评定的最小包容区域的高-低-高或低-高-低原则。数据处理的结果还进一步显示新方法完备性好,评定结果精准、可靠,计算过程绝对收敛、速度也更快,可以克服国家标准GB/T11336-2004中平面内直线度误差评估的极点计算法存在的缺陷。

基于余弦电流函数算法转子初始位置检测研究

研究铁氧体电机转子初始位置检测的一种新算法。通过将高频旋转电压信号注入铁氧体伺服电机,提取三相高频电流包络线的幅值,将其近似为余弦函数来计算转子初始位置角。实验表明,该方法在不降低转子初始位置精度的前提下减少了原算法的判断次数,对于凸极比较小的永磁同步电机还具有较高的检测精度。

基于差极结构的绝对式直线时栅位移传感器研究及测量误差特性分析

针对传统绝对式位移传感器复杂编码和严苛光刻加工的难题,提出了一种“精机定位+精机测量”的差极结构绝对式时栅位移测量新方法。传感器定尺分为两列对极数相差1的激励绕组,每列激励绕组由空间正交排布的正/余弦绕组构成。通过施加正交激励电流,采用动尺正弦形感应绕组拾取时变磁场,得到两路行波信号。通过信号解耦以精机定位和精机测量的组合测量方式实现绝对位移测量。重点开展了安装高度和安装误差对测量精度的影响分析。实验结果表明安装偏角会导致对极内直流电平和二次谐波误差明显增大,修正后传感器在量程90 mm的范围内,测量精度为±1.2μm,分辨力为0.1μm。

期望极点/小静差周期跟踪系统的满意控制

针对线性周期采样跟踪系统研究二个区域指标约束的满意控制问题 ,根据Lyapunov稳定性理论及稳态误差系数理论 ,利用提升法将N—周期跟踪系统满足区域极点、小静差输出的采样控制问题映射为矩阵不等式约束问题。再运用拆分法将提升系统满足上述矩阵不等式约束拆分为N个线性矩阵不等式组 (LMIs)约束问题 ,并通过Matlab工具箱对LMIs进行凸优化 ,给出一种有效的满意控制设计方法 ,并进行了算例验证。