基于地磁信息的火箭弹滚转角测量系统研究

在火箭弹飞行过程中,为实现火箭弹弹道修正,需实时解算弹体的滚转角。该文根据地磁场基本特性和火箭弹飞行过程中姿态变化关系,通过姿态变换矩阵,建立滚转角解算数学模型。搭建基于地磁信息的滚转角测量系统,采用两轴磁传感器测量地磁场矢量,辨识火箭弹滚转姿态信息。滚转角系统在火箭弹上进行飞行搭载试验,结果表明,利用地磁得到的解算滚转角线性度良好,与陀螺测得的弹体旋转速度相匹配,能够满足火箭弹弹道修正的要求。     

地磁旋转弹滚转角及角速率的估计方法

针对高转速的旋转弹等制导弹药滚转角及滚转角速率实时获取的问题,提出一种基于地磁信息的滚转角及滚转角速率的实时快速估计方法.首先根据旋转弹的轴向滚转运动特性,利用卡尔曼滤波算法实时估计弹丸在轴向高速旋转的状态下的滚转角以及角速率,考虑弹载实时应用需求,在卡尔曼滤波的基础上进一步采用α-β-γ滤波来提高估计算法的实时性.通...     

误差补偿方法的探讨

本文介绍两种误差补偿的方法,便于利用微机进行误差补偿,提高计量器具的准确度。 一、误差补偿的数学模型 进行任何测量都会产生误差。要想对误差进行补偿.就要找出误差的影响因素,并测出测量过程中各点的误差使。在补偿时,只要能将已测出的各点的实际值加.上或减去相应点的误差值,就可以得到较接近真值的准确值,便可达到补偿的目的。用数学模型表示则为:其中 和 分别为要补偿点的误差矢量和误差修正量。n为补偿点数。 如果误差的影响因素较多.就要求光测出影响各补偿点的累积误差矢量,控制累积误差值.同样可达到误差补偿的目的。用数学模型…     

机床误差的测量与补偿研究

随着人们对加工精度要求的不断提高,微位移技术也随之产生。微进给机构是指行程小、灵敏度和精度高的机构,是精密机械和精密仪器的重要组成部分之一。本文对机床微位移机构误差的测量与补偿进行了探讨。     

地磁姿态检测系统弹体摆动误差 分析与补偿方法

针对地磁/GPS组合姿态检测系统测量精度受弹体摆动影响较大的问题,在分析地磁/GPS组合姿态检测系统的弹体摆动误差的基础上,提出了基于地磁陀螺组合的姿态检测方法,建立了地磁陀螺组合姿态检测模型,利用两轴MEMS陀螺测量的角速率实时积分求解弹体偏航角,结合地磁模块输出的三维地磁分量,组合求解弹体姿态信息.结果表明,与地磁/GPS组合方案相比,增加陀螺模块可消除滚转角和俯仰角随弹体摆动而产生的误差波动,测姿能够适应各种运动环境变化,并保持良好的稳定性.     

光栅位移测量系统的误差自修正方法研究

文中介绍的误差自修正方法是通过光栅位移测量系统中单片机对光栅传感器的多个零位信号进行计数,并根据测量值和系统设定值得到的误差函数自动进行误差修正.实验结果表明,该方法对光栅位移测量系统的误差既可自动进行有效的修正,又可提高系统的测量精度.     

基于数值仿真与飞行试验的弹道修正火箭弹阻力系数简易辨识

作为单通道鸭舵控制弹道修正火箭弹研究的关键技术之一,气动系数的辨识是实现弹体飞行控制的前提与基础。该文以阻力系数简易辨识为主要研究内容,主要探讨数值仿真与飞行试验相结合对阻力系数进行辨识的方法。利用Grigen网格划分技术和Fluent流体力学仿真(CFD)相结合,获得弹道修正火箭弹的仿真气动数据;通过弹体的受力和力矩分析,建立六自由度弹道模型;根据飞行试验数据,对比分析弹道模型与仿真气动数据,对阻力系数进行修正优化。通过试验验证,经过修正的阻力系数精度得到很大提高,对于研究弹道修正弹的弹道特性规律和制导控制设计具有参考价值。     

基于椭圆假设的单对磁编码器误差补偿方法

研究了一种单对磁极磁编码器的误差补偿方法。针对单对磁极磁编码器中存在的零位误差、灵敏度误差、正交误差和铁磁干扰等每一种误差进行分析,得出各自的误差表达式。为了便于误差补偿,总结出描述这种误差共性的表达式,此式将误差的形成过程假设为圆到椭圆的变化过程,其逆过程就是误差补偿的过程。实验结果表明,利用此种方法的磁编码器精度达到了0.02°,误差补偿效果明显。根据此方法研究的磁编码器具有成本低、精度高、使用方便的特点。     

基于微多普勒的膛内弹丸姿态测试方法研究

为得到弹丸在膛内运动的摆动情况,该文提出一种通过微波干涉仪获取弹丸在膛内的微运动姿态相关信息的测试方法。首先建立线膛炮内弹丸微运动产生的多普勒模型,在模型的基础上利用短时傅里叶变换获取弹丸在膛内纵向运动的变换规律,再利用Hilbert-Huang变换获得详细的微多普勒信息,最后应用小波变换得到弹丸在膛内摆动的幅度和频率。研究表明:通过结合3种时频变换方法,能定量得到弹丸在膛内的摆动特征,且摆动频率误差在1 kHz范围以内;与不同组的实验数据对比,可以判断火炮身管内的不平衡程度。     

Full-field phase error compensation method based on relationship between unwrapped phase and phase error

The three-dimensional reconstruction in phase-measuring profilometry (PMP) usually involves the phase error caused by the gamma effect of the projector. In this study, the relationship between the unwrapped phase and the phase error of every pixel is analysed, and an effective full-field phase error compensation method based on this relationship is proposed for the reduction of every pixel error. In our optimized PMP system, the full-field phase error can be detected by directly fitting the unwrapped phase of the reference plane. In addition, the relationship between the unwrapped phase and the phase error can be established by creating a phase-error lookup table for the phase error compensation of every pixel. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method in practical PMP, and the measurement errors can be reduced by a factor of least 10.     

基于原始误差项快速辨识的空间几何误差补偿

在误差补偿中,误差项辨识和误差补偿一直是研究的重点,国内外许多学者对此开展了许多工作,但总的来说,仍然缺乏一种高精度并能够快速获得机床几何误差信息的测量仪器．目前的误差补偿方法,由于机床误差产生的原因很多,难以找到合适的通用数学模型进行误差分解,故难以推广应用．本文设计并实现了一种基于原始误差项快速辨识的空间几何误差补偿方法,使得在精度等级稍低的机床上实现更高精度等级加工的效果．     

五自由度运动误差测量系统关键技术研究

设计了一种基于激光准直原理的运动平台激光五自由度运动误差测量系统,该系统基于双平行光束的准直原理对水平直线度、垂直直线度、偏摆角、俯仰角和滚转角误差进行同步测量.进行了系统直线度、偏摆角和俯仰角误差测量核心器件参数的自标定,针对双光束难以调平影响滚转角误差测量准确度的问题,利用水平仪对滚转角误差进行补偿修正.对整套系统...     

蒙特卡罗法分析GPS误差对火箭弹落点预测精度的影响

针对火箭弹在落点预测过程中GPS随机误差影响预测精度的情况,从理论和仿真实验上对该影响进行分析。该文将GPS误差作为典型的随机过程,结合火箭弹动力学模型建立数学模型,并利用经典的统计试验法-蒙特卡罗分两种情况进行弹道仿真实验,预测弹丸落点。仿真结果表明:在存在GPS误差的情况下弹道修正的精度大幅降低,因此GPS误差是影响落点预测精度的重要因素。     

40米口径射电望远镜索支撑系统误差分析与补偿

主要研究了40米口径射电望远镜索支撑系统的误差分析与补偿问题,提出了一种基于索直线模型弹性变形的实时误差补偿方法。在索支撑系统运动学和静力学分析的基础上,建立了兼顾索弹性变形的误差模型,分析了索弹性变形对馈源跟踪精度的影响情况。针对天文规划给定的两条典型路径,根据索弹性变形量和实时控制要求,提出了一种基于索弹性变形的大跨度索支撑系统误差补偿方法,该方法不需要迭代,计算量小。仿真结果表明,该误差补偿方法提高了索支撑系统跟踪精度,同时满足射电望远镜的观测要求。     

A general gamma nonlinearity compensation method for structured light measurement with off-the-shelf projector based on unique multi-step phase-shift technology

ABSTRACT

Nonlinearities in the application of fringe projection metrology make it very difficult to acquire perfect 3D data. This paper describes a six-step phase-shifting technique for a structured light measurement system with an off-the-shelf projector. First, the phase error is analysed and a gamma model is established by deriving the relative expression between the wrapped phase and input images. This is then expressed in matrix form to derive a unique solution, which is used for the gamma solver. The complex gamma calibration and projector error compensation can be removed once the gamma value of the off-the-shelf projector has been determined. The ideal model reconstruction results are obtained through simulations and experiments, and the standard deviation of the phase error is found to be only 0.0039 radians. Hence, the proposed method eliminates the nonlinear errors associated with fringe projection technology using existing projectors and improves the overall image reconstruction quality.     

基于卡尔曼滤波的旋转弹药弹体磁场校正方法

针对弹体磁场严重影响旋转弹捷联地磁传感器的测量精度这一问题,提出一种基于卡尔曼滤波算法(Kalman filter, KF)的弹体磁场校正方法。利用固定磁场和感应磁场模型,将弹体磁场误差系数转换到椭球参数方程上,从而得到卡尔曼滤波的观测方程。为提高算法的鲁棒性,采用事先标定法建立初始条件。根据卡尔曼滤波原理,给出辨识参数在线更新的实现步骤,推导弹体磁场的校正过程。仿真试验中,通过事先标定法选取初值提高待估参数2倍的收敛速度。转台试验中,弹体磁场校正后的磁测误差接近磁传感器的测量噪声,滚转角解算精度优于1°。试验验证该算法可在线更新弹体磁场误差系数,实现弹体磁场的高精度补偿。