一种Z轴微机械陀螺的自解耦方法研究

在分析了微机械陀螺机械耦合误差产生原因的基础上,提出了一种解耦梁方案,可以从结构上消除振动式微机械陀螺敏感模态对驱动模态的耦合影响;基于该解耦梁方案设计了一种新型的Z轴微机械陀螺结构.分析表明,该陀螺结构消除了敏感模态对驱动模态的耦合影响,实现了解耦设计的目的.     

航空相机稳定平台控制算法设计及其像移补偿

飞行过程中飞机姿态角速度变化会对摆扫式航空相机产生干扰,另外相机在拍摄时飞行方向上的景物与感光介质之间存在相对运动。为消除姿态角速度的干扰和前向像移,设计了一种基于F28335的机载相机两轴稳定平台系统。探讨了伺服控制系统的算法选择,介绍了硬件结构和软件流程。通过摇摆台试验证明,该两轴稳定平台动态精度高、运行可靠,满足相机拍摄时序和精度的要求。     

俯仰/偏航式半捷联导引头光学平台稳定控制技术

针对战术导弹导引头对光轴稳定与目标快速跟踪需求,研究了一种无导引头陀螺的俯仰/偏航式半捷联导引头光学平台稳定技术;该方法利用弹体惯导测量弹体三轴姿态运动,通过控制光学平台的俯仰和偏航两通道伺服系统实现对光轴的惯性空间稳定;设计中考虑到导引头视场、跟踪精度和快速性要求,以及平台框架间的角度耦合、力矩耦合和电机非理想性等约束,通过设计解耦指令分配算法和伺服控制算法实现了对光轴的高精度稳定控制和跟踪;最后通过在Matlab/Simulink环境下的数学建模和仿真,得出无导引头陀螺的俯仰/偏航式半捷联导引头能够实现滚转通道小角度晃动导弹的导引头三轴光学平台稳定。     

面阵CCD相机像移补偿技术

航空相机在拍照瞬间由于飞机的飞行运动和姿态变化而产生像移,要提高照相分辨率必须通过像移补偿来实现;在分析垂直拍照的面阵CCD相机像移产生原因基础上,确定了采用稳定平台与面阵CCD的TDI相结合的像移补偿方法,理论上计算了像移补偿后的像移残差小于3μm(即1/3像元),满足成像质量要求;根据实际的成像试验,证明文章论述的面阵CCD像移补偿技术是正确可行的。     

微机械陀螺解耦控制技术的研究

研究微机械陀螺优化控制问题.由于微机械陀螺具有很严重的耦合误差,使得其精度和性能大大减弱.现有微机械陀螺解耦方法大都集中在结构解耦,受工艺和外界环境影响严重,且稳定性较差.针对上述问题,为了从源头消除耦合,在结构解耦的基础上提出了两种控制解耦方案即传统解耦方法和BP神经网络解耦方法,首先用传统解耦方法在建立其精确数学模型的基础上找到合适的解耦矩阵,使得驱动的输入和检测的输出为单一方向的运动,来实现控制解耦.然后用传统解耦后的数据来训练BP神经网络,进行解耦仿真,从而根本上消除耦合误差.仿真结果表明,上述控制解耦方案能根本上有效消除耦合,提高微机械陀螺解耦控制的鲁棒稳定性.     

基于FPGA的惯性数据采集与存储系统设计

在比较了MCU、DSP和FPGA的特性后,搭建了一个以FPGA为核心控制器的硬件平台;它采用NAND Flash作为存储介质,利用ADIS16355获取载体姿态信息,最终实现惯性数据的实时采集与存储,并通过USB模块完成与上位机的通讯;在简要介绍系统总体设计的基础上,重点讨论了系统的时序控制和数据的读写方法;该系统具有较高的角稳定度(陀螺漂移率小于0.015°/s),将其置于相机内,可较好地消除由于相机姿态变化产生的像移,保证了成像系统的稳定精度。     

飞机姿态控制系统的精确线性化解耦设计

飞机姿态运动的非线性以及横航向强耦合,增加了控制飞机姿态的难度,不利于飞机快速瞄准目标.为了提高控制姿态性能,直接将飞机姿态角解耦成舵偏角的非线住设计方法,将飞机姿态运动解耦成三个独立的线性系统,并避免气动力矩对舵面进行再次分配,使整个过程更加直观,随后对解耦的单输入单输出系统设计了跟踪控制律,并进行仿真.结果表明,所设计的控制系统姿态角的控制效果较好,并具有很高的控制精度.     

林火监测飞艇姿态控制系统的设计

采用数字罗盘、角速度陀螺、双单片机、双端口RAM设计的飞艇姿态控制系统,伺服电机(伺服电机轴上装有旋翼)安装在飞艇左右机翼及尾翼上工作,使飞艇在高空中的姿态保持稳定.为红外成像林火监测系统构建稳定的测量平台,从而保证测量值的可靠性。     

二维直线电机平台的双神经网络前馈解耦控制

针对二维直线电机系统中的直线电机本身存在的非线性以及XY两轴之间互相影响产生的耦合对控制精度的影响,提出了一种基于前馈结构的双神经网络解耦控制方法.根据二维直线电机两轴间的耦合结构和前馈控制结构,对应搭建了双神经网络模型,设计一种双神经网络的解耦控制策略,以消除二维直线电机两轴间的非线性强耦合对系统控制精度的影响.仿真结果表明:提出的双神经网络前馈解耦控制方法的有效性,并在起始阶段的跟踪方面表现出良好的性能.     

机载SAR天线稳定平台的DSP数字控制器设计

机载SAR(airborne Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达)中,用三轴稳定平台隔离载机的姿态变化及机械振动来稳定天线波束指向是关键的运动补偿技术之一。本文提出用TMS320LF2407DSP芯片设计机载SAR三轴陀螺稳定平台的数字控制器,介绍了机载SAR对稳定平台的要求和TMS329LF2407DSP芯片用于运动控制器设计的优点,给出了控制系统的原理方框图、数学模型和DSP数字控制器结构图。