美国捷联式惯性制导系统

概述惯性制导系统是利用飞行器上的惯性元件(加速度表和陀螺)测量出飞行器相对于惯性空间的速度和姿态,通过飞行器上的制导计算机控制飞行器命中预定的目标或完成预定的飞行任务。实现惯性制导的技术途径有两种。一种是惯性平台方案,一种是捷联式制导方案。把陀     

考虑几何约束的无人机双机编队相对姿态确定方法

针对无人机常用的领航—跟随双机编队飞行控制模式,提出了一种考虑几何约束的相对姿态确定方法。利用飞行器配备的视觉传感器,获得飞行器间及飞行器到目标的视线矢量信息,该方法不需要考虑目标的位置信息,避免了由位置偏差带来的误差。同时,给出了双机编队模式下视觉传感器的测量模型,分析了传感器量测噪声的统计特性,推导了基于几何约束的确定性相对姿态求解方法。仿真结果表明,考虑几何约束的双机编队无人机相对姿态确定方法可以有效估计出飞行器间的相对姿态,估计精度较高,能够满足无人机协同编队飞行控制需求,解决了远距离编队情况下视线矢量共面不可观测问题。     

弹丸空间刚体姿态非接触测量方法

刚体目标的三维姿态参数是反映飞行状态的重要运动参数,获得这些参数对分析目标的运动状态,以及气动参数辨识等有着重要的价值.文中对弹的飞行姿态进行了描述,介绍了飞行姿态的光学测量方法,提出了高速摄影同步立体测量姿态的方法,并进行仿真和实验验证.     

基于磁强计和陀螺的弹箭飞行姿态测试方法

提出了一种基于磁强计和陀螺的弹箭飞行姿态测试方法。利用地磁测量、陀螺测量和卡尔曼滤波器来解算姿态角的算法。设计一种基于地磁和陀螺的姿态测量系统,利用组合样机在三维无磁性转台上采集数据,分析和处理了实验数据,对卡尔曼滤波器进行了测试。结果表明:该算法可用于旋转飞行体的姿态测量。     

卡尔曼滤波在四旋翼飞行器姿态测量中的应用

针对简单均值滤波很难满足要求的不足,介绍一种四旋翼飞行器系统飞行姿态测量的新算法。在使用传统的加速度传感器获取数据的基础上,使用卡尔曼滤波的方法,将加速度传感器数据和陀螺仪数据进行融合,以单片机为核心的惯性测量单元进行试验。结果表明,该算法能避免动态噪声对加速度传感器数据的影响,提高四旋翼飞行器姿态测量的精度。     

微陀螺三维空间跟踪定位在虚拟现实系统中的应用

微陀螺三维跟踪定位,通过系统触发、采集数据、放大转换和存储保持四个阶段完成.采用虚拟现实技术开发的模拟训练系统,利用微陀螺三维跟踪实时将测量到的导弹姿态角发送给计算机,通过对比计算判断导弹是否瞄准目标.同时结合球型投影系统模拟显示导弹飞行状态与命中效果.     

基于模糊控制的共轴飞行器姿态自稳算法

针对共轴双桨飞行器悬停飞行姿态控制过程中传统控制算法姿态控制效果不理想、智能控制算法在嵌入式系统中不适用的问题,提出一种在姿态解耦的基础上利用串级PID与模糊控制相结合的半自适应姿态控制算法。该算法在共轴双桨飞行器的姿态控制器中加入了姿态解耦器,并利用模糊控制器实现了串级PID控制器内环参数的自适应。仿真实验和飞行试验表明,该控制算法无论是在数值模拟仿真系统中还是在现场飞行试验中都能表现出较好的控制效果。     

四旋翼姿态检测及数据处理系统优化设计

姿态角作为四旋翼飞行器重要飞控参数,对稳定飞行起着至关重要作用.针对姿态的检测问题,搭建了以STM32F407VG、MPU6050和AK8975组成的姿态检测系统.采取四元数法描述飞行器姿态,通过共轭梯度法对加速度计和电子罗盘测量数据做最优处理,得出的数据融合参数修正陀螺仪累积漂移误差,从而达到最佳融合效果.结果表明该检测及数据处理系统简单可靠,性能稳定,计算量小,能够满足四旋翼飞行器对精度和实时性的要求.     

吸气式高超声速飞行器控制研究综述

吸气式高超声速飞行器控制系统的任务是在飞行包线内通过发动机提供的推力改变飞行速度并利用气动舵面偏转调整飞行姿态,控制飞行器精确跟踪制导指令。通过探讨高超声速飞行器的动力学特性,从系统建模和控制策略研究两个方面对高超声速飞行器的控制系统设计研究现状进行了分析和阐述,所得结论可为相关研究提供借鉴与参考。     

自旋飞行器角速率和过载测量数据拟合修正方法

为正确分析飞行试验飞行器迎角和气动参数偏差等飞行动力学特性,根据具有非零惯性积旋转飞行器在大气层外的运动规律,推导飞行器角速率和过载分量的解析表达式。利用测量数据拟合估计相应的系数,给出测量数据系统偏差修正解算公式。计算实例表明,经拟合、系统偏差修正和过载质心换算的测量数据更接近实际飞行状况,可用于确定飞行器大气层初始段飞行迎角变化范围和大气层内气动系数辨识等的飞行动力学特性结果分析。试验数据结果分析实例验证了该方法的有效性,研究结果对测量数据处理和误差修正具有现实指导意义。     

基于光电经纬仪的布站研究

在高炮火控系统靶场试验中,通常利用光电经纬仪测量目标坐标.由于多数经纬仪没有测距装置,只能通过两站交汇的方式确定目标的坐标,但经纬仪的布站位置不同,将导致测量的精度也不同.因此主要从布站最佳条件入手,通过对光电经纬仪的布站研究,提出最佳布站方案.     

9月17日02

针对海上舰船摇摆引起的舰载经纬仪巨大定位及测量误差问题,提出一种船摇误差修正的高精度解决方案。本文利用惯性导航系统测量出的船体摆动姿态角和GPS局部基准定位信息,对舰载经纬仪实时站址数据和测角数据做了船摇修正处理,并研究了站置误差对测角精度的影响。通过对修正前后数据做误差比对分析,提高了海基测控装备外弹道的测量精度。试验证明该方法简单、实用,修正后精度满足使用要求,可以推广应用。     

车体姿态扰动与射击诸元误差相关性分析

车体扰动是行进间射击最主要的误差源,直接影响着自行高炮的射击精度。通过对某自行高炮的动飞试验数据进行计算、分析,寻求车体姿态扰动对射击诸元造成的影响。在实际计算中,以处理后的经纬仪测量结果作为目标航迹真值,以自行高炮CAN总线录取火控输出数据作为被测值,取差计算火控输出诸元误差,同时,实时采集行进中的车体姿态角,用MATLAB对车体姿态角(及其变化率)和火控射击诸元误差进行计算分析,研究得到了两者之间的函数曲线。该计算结果可为自行高炮的总体设计和部件设计提供参考。     

基于数字图像处理的经纬仪对心测量方法

以经纬仪对心为研究对象,使用CCD传感器采集位置图像并经图像处理测量出经纬仪对心偏差,驱动二维高精度电控位移台移动来实现自动对心。对经纬仪原光学对心镜系统进行了改造,研究了图像处理的方法,包括图像预处理和圆标记中心定位算法,采用了混合滤波和Sobel-Zernike亚像素边缘检测方法。仿真实验表明：基于图像处理的经纬仪对心测量方法弥补了对心需要反复操作的缺点,大大缩短了测量时间,测量精度也可以达到5.5μm。     

单全站仪调炮精度检测系统

针对地面压制火炮的调炮精度检测问题,对双经纬仪调炮精度检测系统进行改进,引入具有测距功能的全站仪,设计出单全站仪调炮精度检测系统;阐述了系统组成、工作原理,给出了数学模型和算法公式推导过程,完成了检测软件的编程实现;实验结果表明:该系统能够满足调炮精度指标的检测需求,具有精度高、效率高的特点。     

舰空导弹飞行试验目标毁伤部位计算方法

为解决海上靶场舰空导弹拦截目标飞行试验中战斗部毁伤效果分析困难的问题,提出计算战斗部破片毁伤目标部位的方法。该方法依据杆条或聚集破片战斗部动态飞散角的唯一性,利用外弹道光学同帧画幅测量数据、目标几何参数等计算动态飞散角进而确定毁伤部位。在建立相关数学模型的基础上给出计算方法的原理和步骤,并利用蒙特卡洛统计法仿真分析相关测量因素对毁伤部位计算精度的影响。仿真结果表明：在双站单侧布站合理、经纬仪测角精度和采样周期一定的情况下,同帧画幅获取数量以及事后画幅判读误差对计算精度影响较大。结论是：目标毁伤部位计算方法正确,计算精度可以满足舰空导弹飞行试验毁伤效果分析需要。     

舰空导弹飞行试验目标毁伤部位计算方法

为解决海上靶场舰空导弹拦截目标飞行试验中战斗部毁伤效果分析困难的问题,提出计算战斗部破片毁伤目标部位的方法。该方法依据杆条或聚集破片战斗部动态飞散角的唯一性,利用外弹道光学同帧画幅测量数据、目标几何参数等计算动态飞散角进而确定毁伤部位。在建立相关数学模型的基础上给出计算方法的原理和步骤,并利用蒙特卡罗统计法仿真分析相关测量因素对毁伤部位计算精度的影响。仿真结果表明：在双站单侧布站合理、经纬仪测角精度和采样周期一定的情况下,同帧画幅获取数量以及事后画幅判读误差对计算精度影响较大。目标毁伤部位计算方法正确,计算精度可以满足舰空导弹飞行试验毁伤效果分析需要。     

基于LabVIEW和IMAQVision软件平台的轴平行性测量

提出一种基于图像处理的多轴平行性测量新方法。通过提取光斑中心,根据光斑中心与轴理论位置之间的距离,计算轴之间的平行性偏差。采用的形态学去噪和基于人眼视觉模型的阈值选择算法,具有良好的抗噪性和鲁棒性,解决各种大气条件下对远距离可见光点和红外光点同时准确识别定位的问题。基于LabVIEW和IMAQVision软件平台,开发工业在线机器视觉小角度测量系统,应用于某型导弹发射系统激光轴和导弹发射轴的平行性测量和校正,取得了满意的使用效果。     

冲压发动机二元混压式进气道工作特性分析

对某型冲压发动机二元混压式进气道进行了三维数值模拟。研究了不同来流及背压条件对进气道性能的影响,以及弹体气动性能对进气道工作特性的影响。结果表明,在宽广的飞行马赫数和空域范围内,进气道的性能差异很大;对于单独设计的进气道,安装在弹体上以后,其性能会出现明显下降;弹体附面层隔槽大小及轴向安装位置会对进气道性能产生较大影响。根据计算结果,可以为该进气道提供实验方案,并为其装配提供参考数据。     

基于蒙特卡洛法的单全站仪调炮精度测量系统不确定度研究

为改进调炮精度测量系统,对单全站仪调炮精度测量系统进行数学建模,采用蒙特卡洛法进行测量精度分析,并在数学模型中修正了测量过程中影响测量精度的主要因素。其测量不确定度与双经纬仪调炮精度测量系统进行了基于蒙特卡洛法的MATLAB仿真计算比较。其仿真结果表明,单全站仪测量系统满足布站距离要求时,测量精度优于双经纬仪调炮精度测量系统,且单全站仪系统操作工作量仅为双经纬仪系统的一半,极大地简化了操作,提高了效率,在调炮精度测量中具有良好的应用价值。