测角测距信息下的双机协同高精度定位算法

针对现有双机协同定位仅采用测角信息来解析求解误差较大的问题,提出基于测角和测距信息的双机协 同高精度定位方法。利用现有飞行器中的导航定位传感器,采用粗精两级定位模式,粗定位采用传统的几何解析方 法提供较为准确的初始解,精定位采用非线性迭代优化方法获得目标位置的最优解,并进行一系列仿真验证。仿真 结果表明,测角测距信息下的协同定位方法能够获得较高的协同定位精度。     

基于直接升力的空中加油对接飞行控制

为解决传统空中加油对接过程中受油机纵向轨迹跟踪控制存在时间滞后的问题,提出一种基于直接升力的空中加油对接飞行控制方法.采用非线性L1制导的方法生成横纵向加速度指令,设计2种直接升力方案对受油机纵向轨迹控制加以改进,采用动态逆方法对姿态回路设计,通过扩张状态观测器对动态逆内回路进行补偿.仿真结果表明:采用的2种方案均能消除纵向轨迹跟踪的时间滞后,实现受油机纵向轨迹的快速响应,完成空中加油的成功对接.     

面向手部康复应用的数据手套技术研究

疾病或意外发生后经常会引起患者的手部功能障碍,但目前手部康复评估仍然依赖医生经验等主观判断,市场上现有的部分康复产品结构复杂、价格昂贵,而且无法长期记录病人的康复数据,不便于医生进行诊断和复查。提出了一种面向手部康复的多传感器数据融合手套,采用最小二乘法对加速度和地磁进行校正,利用互补滤波进行传感器数据融合,依据真实手骨模型进行虚拟手部建模,用数据手套获得的手部姿态驱动Unity3D中的手部模型。该系统可以准确地记录手的姿态信息,并在虚拟环境中进行实时还原,能高效地帮助医生进行康复评估和协助患者进行康复训练。     

基于平面电感角位置传感器的双同步参考系锁相环

基于近几年新兴的低成本、高精度且适应恶劣环境的平面式电感角位置传感器,针对其输出信号进行角位置和角速度的解码研究。平面式电感角位置传感器输出信号需要经过解调得到正弦、余弦两路信号。通常这两路信号幅值不相等且相位相差不是90°(两路信号失衡)。传统的解码方法同步参考系锁相环只能从平衡的正弦、余弦信号中获得正确的角位置和角速度,而无法在信号失衡的情况下正常工作。本文提出双同步参考系锁相环,该方法能在信号失衡的情况下获得正确的角位置和角速度。仿真和实验工作均验证了双同步参考系锁相环解码方法的有效性。     

面向自然人机交互的力触觉再现方法综述

力触觉再现技术借助力触觉人机接口设备,提供了操作者与虚拟环境之间的力触觉交互,使得操作者能够主动地触摸、感知和操纵虚拟物体,从而有效增强了虚拟现实等系统的真实感和沉浸感,进一步拓展了虚拟现实等技术的应用领域。传统的穿戴式、力反馈操纵杆式力触觉再现设备在便携性、操作空间等方面存在局限性,随着计算机技术与消费电子的快速发展,面向自然交互的力触觉再现方法受到广泛的关注。评述了传统的穿戴式、力反馈操纵杆式力触觉再现设备后,重点阐述了非固定式和非接触式的两类面向自然交互的力触觉再现方法。在对比分析不同的力触觉再现方法之间的差异后,探讨了面向自然交互的力触觉再现方法的未来发展方向。     

INS/SFGPS PPP紧组合系统动态补偿滤波算法

惯性/卫星组合导航系统结合精密单点定位技术可有效提高导航定位精度。但精密单点定位技术一般需采用双频接收机,成本较高;同时该系统中采用载波相位作为部分或全部观测量,极容易受到周跳的影响而导致精度下降和系统不稳定。针对上述问题,设计了一种惯性/卫星精密定位紧组合导航系统以及基于动态周跳补偿的鲁棒滤波算法。该系统采用低成本的单频接收机(SFGPS),以精密单点定位技术(PPP)处理过的伪距和载波相位作为观测信息,与惯性导航系统(INS)等效观测量进行紧组合,建立了相应紧组合观测模型并引入周跳作为信息融合滤波状态模型中的状态量,以滤波器信息构建周跳检测统计量并对周跳幅值进行识别和估计,实时补偿观测量以提高观测信息精度,同时以前述周跳估计的结果对状态模型中周跳状态量部分滤波参数进行实时调节。上述方法通过动态补偿周跳误差提高导航精度,通过滤波器参数自适应调节提高滤波稳定性。仿真结果验证了该系统模型及算法的有效性。     

背景对齐差分的机场跑道异物分块检测与跟踪算法

针对机场跑道异物的无人自主检测与识别过程中存在的检测结果受环境影响大、小目标检测困难以及漏检率高等问题,提出基于背景差分的机场跑道异物分块检测与跟踪算法.首先利用速度辅助的位置信息线性插值,获取背景模板图像库与待检测图像序列最相关帧;然后将图像分为不同子块,利用各子块内图像纹理复杂度设置自适应权值,结合ORB算法进行特征点提取,将各子块特征点归一化至原始图像,并与背景模板库最相关帧对齐作差,获取异物检测结果;最后引入核相关滤波器对检测结果进行多目标跟踪,采用各子块局部跟踪算法降低运算时间,并对跟踪结果进行可靠性检验.在3种实验场景下,与5种主流检测算法的对比实验结果表明,与目前已有的基于图像的机场异物检测算法相比,在保证算法处理速度的基础上,该算法将异物整体错检率降低了70%以上,并在异物尺寸大于1cm×1cm的情况下,将整体漏检率降低至0,获得了较好的效果.     

集群飞行器分层式结构协同导航方法研究

针对飞行器集群系统中存在着定位精度差异较大的飞行器集群飞行情况,以及传统主从式协同导航结构系统存在可靠性低、不能充分利用集群系统协同导航信息的问题,提出了一种分层式结构的集群飞行器协同导航方法.该方法将参与集群的飞行器按照其定位精度高低分层,同层飞行器定位精度相当,一架低精度层飞行器可以同时接受多架高精度层飞行器的协同导航信息,然后建立基于相对距离以及相对角度的协同导航模型,最后通过卡尔曼滤波来修正低精度层飞行器的机载导航信息.仿真结果表明,该结构相对于传统主从式协同导航结构能够有效提高集群飞行系统中低精度层飞行器的定位精度,并可增强集群协同导航系统的可靠性和容错性能.     

中频三相四桥臂逆变器控制策略不平衡 负载状态相量模型分析

三相四桥臂逆变器具备不平衡负载工作能力与三相解耦控制功能,但是在中频场合基于模拟控制的四桥臂控制策略较为复杂。该文基于第四桥臂开环、闭环控制方法,结合三次谐波注入控制策略,采用建立主电路电压、电流以及控制环路信号相量模型的方式,通过分析和对比不同控制策略在不平衡负载下的工作特性,得到第四桥臂控制方法与电路参数的关系,总结控制策略设计依据。证明基于三相电流环输出控制信号合成的三次谐波能够在不平衡负载状态实现对第四桥臂大部分零序分量的补偿。在此基础上,提出一种结合三次谐波注入与中线电流闭环的控制方法,该方法在保证直流电压利用率的同时,进一步提高了不平衡负载下三相输出波形质量。该文还通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

飞机主动侧杆系统的杆力控制方法研究

针对飞机主动侧杆系统中杆力控制问题,采用力矩电机作为力加载机构,提出了以电机电枢电流为杆力观测器构成控制回路的方法,并基于专家PID算法实现对侧杆手柄力的精确控制;同时采用累加控制方式解决了驾驶杆回中不精确的问题.实验结果表明,该方法可以保证主动侧杆具有较高的杆力控制精度与稳定性,同时可以保证飞机主动侧杆响应的实时性与准确性,驾驶杆可以快速精确地回中,具有一定的现实可行意义.