PDC9301在磁旋转编码器中的应用

增量式磁旋转编码器作为转角位置传感器,可以用四倍频的方法提高其测量精度。通过采用金属薄膜磁电阻磁头和倍频集成电路PDC9301设计的增量式磁旋转编码器信号处理电路,可提高磁旋转编码器的分辨率,并且性能稳定,运行可靠。     

基于外辐射源照射的弹体滚转角测量技术

确定弹体滚转角信息是进行二维弹道修正的重要条件。针对此问题,文中提出了使用锁相环跟踪弹体天线接收外辐射源信号幅度变化,进而测量滚转角的方法,锁相环进入稳态后输出频率为转速、输出相位为弹体滚转角,并进行了半物理实验验证。仿真分析了基于外辐射源照射解算弹体滚转角的误差。结果表明,该方法无需安装磁强计,且滚转角解算误差不随时间积累,满足了滚转弹药平台的精度要求。     

一种基于卫星单天线的弹体伪姿态测量新方法

创新性地提出了智能弹药平台卫星导航伪姿态测量方法。作为惯性导航或地磁传感器弹姿测量的补充与备份;基于运动学原理,在不引入惯性测量单元和磁强计的情况下,利用传统卫星导航接收机测量的速度信息,在弹体飞行攻角和侧滑角较小的情况下,实现了弹体三维伪姿态运动学建模与解算;通过坐标变换将伪姿态变换为惯性系坐标,其精度指标满足实际制导需求。     

磁旋转编码器四倍频电路分析与集成化设计

提高位置测量的精度是提高电机定位精度的主要途径。增量式磁旋转编码器作为转角位置传感器,可以用四倍频的方法提高其测量精度。设计了针对增量式磁旋转编码器四倍频集成电路,详细分析了其工作原理,并通过电路逻辑表达式分析证明了电路逻辑结构的严密性,从原理上说明了电路的精度和稳定性。给出了该集成电路输入输出引脚的仿真时序图和封装图。     

全捷联激光制导弹药双透镜滚转角测量方法

针对应用于末制导弹药中滚转角测量方法出现的各种不足,提出一种全捷联激光制导弹药双透镜滚转角测量方法。利用添加透镜光斑与滚转角无关的特点,将非滚转光斑作为滚转角测量基准,通过激光束经过两透镜在阵列位移敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)光斑坐标间相对位置关系,得到弹体滚转角计算公式。根据测量原理及设计结构,对测量精度进行了分析。将该方法结合弹体六自由度运动模型进行模拟打靶实验,分析测量方法实时精度。实验结果表明:滚转角测量值在各种实验环境下最大误差不超过0.05°,其精度满足激光制导弹药制导与控制需求。     

捷联成像寻的器ACDKF惯性视线重构

针对捷联成像寻的器的惯性视线重构问题,提出了一种基于自适应中心差分卡尔曼滤波(ACDKF)的惯性视线重构滤波器的设计方案.首先针对弹体本身的模态特性,结合CDKF非线性滤波理论,设计弹体姿态估计器实现弹体姿态的实时更新,然后利用弹体姿态估计的统计特性,结合Saga-Husa时变噪声估值理论,给出ACDKF惯性视线重构滤波器的设计方案.数字仿真结果表明,在已知速率陀螺组合测量特性的条件下,该算法有效提高了捷联寻的器惯性视线信息的提取精度,为捷联成像寻的系统的惯性视线重构开辟了一种新的处理途径.     

基于地磁测量的弹体滚转角测量系统设计

利用多个微脉冲发动机进行弹道修正是提高武器系统射击精度的有效手段。而脉冲发动机的点火策略是以弹体的滚转角测量为基础。选用MR作为磁测量元件,设计了基于地磁测量的弹体滚转角测量系统。对系统的精度、实时性进行了分析;给出了初步的实验数据仿真结果。结果表明：利用该系统测量弹体的滚转角是可行的。但测量精度较低,必须进行必要的误差补偿研究。     

基于FPGA增量式编码器的接口设计与实现

光电增量式编码器,又称光电角位置传感器,是电气传动系统中用来测量电动机转速和转子位置的核心部件。分析了光电编码器4倍频原理,提出了一种基于可编程逻辑器件FPGA对光电增量式编码器输出信号4倍频、鉴相、计数的具体方法,它对提高编码器分辨率与实现高精度、高稳定性的信号检测及位置伺服控制具有一定的现实意义。经实际项目论证,该...     

基于地磁测量的弹体滚转角测量系统设计

利用多个微脉冲发动机进行弹道修正是提高武器系统射击精度的有效手段.而脉冲发动机的点火策略是以弹体的滚转角测量为基础.选用MR作为磁测量元件,设计了基于地磁测量的弹体滚转角测量系统.对系统的精度、实时性进行了分析;给出了初步的实验数据仿真结果.结果表明:利用该系统测量弹体的滚转角是可行的,但测量精度较低,必须进行必要的误差补偿研究.     

光电平台惯性稳定系统的自适应动态摩擦补偿

机载光电平台能够实时获取侦察测量信息,通过设计惯性稳定系统隔离载体运动以减小光学传感器视轴的抖动。对于采用整体稳定方式的光电平台,环架轴系间的摩擦是影响视轴稳定精度的主要扰动因素。考虑摩擦力矩由LuGre动态摩擦模型描述,针对动态摩擦参数和系统负载特性未知的情况,为惯性稳定回路设计了一种模型参考自适应摩擦补偿控制器。通过类李雅普诺夫分析证明了闭环系统跟踪误差的渐近收敛性。仿真结果显示,相比采用传统的比例积分惯性稳定控制器,光电平台系统的稳定精度得到显著提升。     

巡航段纯惯导误差分析

惯性制导误差是影响巡航导弹进入地形匹配区的主要因素。针对巡航导弹巡航飞行段,在分析加速度计测量误差、陀螺漂移误差以及航向效应对导弹视加速度影响的基础上,对惯性制导误差进行了分析,并针对不同地形匹配区的精度和相邻匹配区间隔对惯性组合误差系数提出了精度指标。     

捷联惯性测高误差分析

在一些不能采用气压高度表或卫星、雷达信号实时测高的特殊且飞行时间很短的场合，利用惯性测量单元进行高度实时测量成为一种主要手段。鉴于惯性测高的发散性，对惯性器件和初始对准信息的精度有严格要求。本文从惯性测高原理及其发散性出发，建立了计算捷联惯性测高的误差方程，结合某载体再入轨道参数。对影响捷联惯性测高误差的各因素对测高误差造成的影响进行了估计，为惯性器件的选型和初始对准参数的给定提供了依据。     

捷联成像寻的器惯性视线重构精度分析

针对捷联成像寻的器,首先给出体视线和弹体姿态到惯性视线的映射关系,然后通过推导映射函数的雅克比矩阵,给出了从体视线和弹体姿态到惯性视线的误差传递公式。通过分析误差传递增益的范数,讨论了弹体姿态和弹目相对位置对惯性视线角计算的影响。由于体视线受到成像寻的器视场的约束,其角度测量值较小,合理简化了误差传递公式,给出了惯性视线误差的近似计算公式。最后应用蒙特卡洛实验,验证了近似计算公式的精度和结论。     

车载光测设备平台倾斜的测量与数据处理

车载平台倾斜对光测设备的测角精度影响较大,为了消除这种影响,提出了采用编码器测倾装置测量平台倾斜角度并进行事后修正的方法。首先,分析了光测设备工作时,车载平台倾斜的原因;其次,采用编码器测倾装置测量平台倾斜角度,并将测得的数据传送到控制计算机;最后,根据车载光测设备静止和工作时的不同特点,对存储的数据进行滑动均值滤波处理和滑动加权均值滤波处理,将处理后的数据用于事后测角误差的修正。实验结果表明,将编码器测倾装置测得的数据进行滤波处理后,减小了噪声对倾斜数据的影响,提高了数据的可使用性,为下一步车载光测设备测角误差修正模型的建立奠定了基础。     

激光陀螺捷联惯性导航系统零速修正研究

针对激光陀螺捷联惯性导航系统不依赖外部信息修正,长时间工作累积放大的问题,分析常用的零速修正算法二次曲线拟合法、最小二乘法、卡尔曼滤波法等,结合车载激光陀螺捷联惯性导航系统实际应用,提出一种自适应零速修正方法,利用零速修正技术的约束条件,构建15个基本误差参数,根据系统自身误差特性,设计出系统的状态量测矩阵和量测方程,并采用基于普条件数可观测理论对系统各状态进行了可观测性分析,确定卡尔曼滤波器参数,从而实现对位置坐标、姿态角、速度误差进行了有效估计,可以有效提高惯性测量单元（IMU）导航精度。实验表明,采用该方法能有效提高了捷联惯性导航系统导航精度,既克服了频繁停车,又增强了载体的机动性能。     

利用序列图像解算目标视线角速率的方法

针对目标跟踪处理系统中的视线角速率提取问题,提出一种利用单成像探测器所得序列图像求导视线角速率的方法。利用序列图像中的运动目标图像坐标解算得到体视线角,通过图像匹配得到弹体姿态角,进而求解得到视线角速率。实验结果表明:结合图像跟踪算法可实时得到体视线角,使用图像匹配可以较好地解算得到弹体姿态角,解算结果误差小于5%;在体视线角和弹体姿态角均包含噪声的前提下,使用卡尔曼滤波可以较好地还原视线角速率。该方法适用于微小型飞行器制导探测,可以省去陀螺仪等惯性元件,实现探测装置的轻量化、小型化,具有实际的应用价值。     

基于多台北斗接收机的测姿精度对目标定位精度影响分析

飞机姿态测量是无人机系统目标定位的重要环节。该文拟采用多台北斗天线测姿,分析了北斗接收天线测姿精度对机载光电平台目标定位精度的影响。为此,本文建立机载光电平台目标定位系统模型,用蒙特卡洛法分析目标定位误差,并对飞机姿态测量误差在0.05°~1°范围内以及飞行高度在1 000~8 000 m时的垂直下视和斜视目标定位误差进行比较。实验结果表明,在姿态测量误差及飞行高度范围内,垂直下视目标定位高程误差在20 m左右,平面定位误差为23~65 m;斜视定位（-60°斜视,俯仰轴以水平向前为0°）大地高误差为20~30 m,平面定位误差为24~71 m。同时分析了天线摆放及基线长度对测姿精度的影响。目标定位误差主要与飞机姿态角测量误差、北斗系统误差、光电平台方位角和高低角测量误差有关,还与目标与飞机之间的斜距有关。飞行高度越大,光电平台高低角越小,斜距越大,则目标定位误差越大。基线越长,测姿精度越高,当基线垂直时,横滚角误差最小。     

Experimental study on the estimation of lever arm in GPS/INS

Lever-arm uncertainty can be an important error source in the integration of the Global Positioning System (GPS) and inertial navigation system (INS). This paper presents both numerical and experimental studies on the estimation of the lever arm in the integration of a very-low-grade inertial measurement unit (IMU) with an accurate single-antenna GPS measurement system. Covariance simulation results showed that maneuvers play an important role on the estimation of the lever arm and attitude. The length of the lever arm has a rather insignificant effect on the estimation of these. Experimental tests conducted with a low-cost microelectromechanical system (MEMS) IMU and a carrier-phase differential GPS (CDGPS) measurement system showed that the lever arm can be estimated with centimeter-level accuracy. The test results confirmed that angular motions and horizontal accelerations improve the estimates of the lever arm and yaw angle, respectively.     

基于24位置的MEMS惯性传感器快速标定方法

针对微惯性测量单元原始输出信息受零偏、标度因数、非正交误差等误差项干扰影响测量精度的问题,提出一种无需借助高精度转台的MEMS IMU快速原位标定方案。在分析MEMS惯性传感器输出特性的基础上建立传感器误差模型,利用六面体夹具设计IMU 24位置连续转停标定方案,以重力及各次旋转角度为参考信息完成传感器误差标定。针对加速度计零偏、标度因数、非正交误差9个参数构造标定模型,采用牛顿法估计误差参数最优值,考虑陀螺仪零偏与标度因数6个误差参数,利用最小二乘法计算误差参数最优估值。分别进行加速度计、陀螺标定补偿实验,实验结果表明,提出的MEMS IMU快速原位标定方法能快速得到传感器误差参数,提高了输出数据精度。     

ASIC implementation of a digital tachometer with high precision ina wide speed range

A common method in adjustable speed drives uses an incremental shaft encoder and an electronic circuit for velocity estimation. The usual method of counting pulses coming from the encoder in a fixed period of time produces a high-precision velocity estimate in the high-speed range. High precision in the low-speed range can be achieved measuring the elapsed time between two successive pulses coming from the encoder. In this paper, a mixed method that combines the best of the two previously mentioned approaches has been implemented using a simple electronic circuit based on one field-programmable gate array (FPGA) and one read-only memory (ROM)