捷联惯导系统姿态算法实现及工程应用

对适合工程应用的捷联惯导系统姿态算法进行分析,在随机干扰、陀螺漂移以及分辨率误差条件下进行了仿真,对姿态算法的精度和抗干扰性进行了考核,确定陀螺的指标和系统姿态算法,对系统进行了标定,将龙格库塔算法应用在捷联惯导系统工程样机中,完成了捷联惯导系统工程样机的建立。     

高动态环境下的捷联惯导系统姿态算法的研究

捷联姿态算法性能的优劣直接影响捷联系统的导航精度，文中以精确弹药为应用对象．对高动态环境下的四元数的四阶一龙格库塔法和三子样旋转矢量法通过仿真进行了比较。以典型圆锥运动为输入信号．以圆锥漂移为检验算法的基准，应用simulink建立的仿真模型给出了姿态角误差仿真的结果，并对结果进行了分析。仿真结果表明．等效旋转矢量法对提高高动态环境下的导航精度更具有实用价值。     

光纤陀螺捷联惯导数据采集系统的研究

详细分析研究了光纤陀螺捷联惯导系统数据采集方式和系统构成方法．采用FPGA和DSP设计实现了捷联式惯性导航系统数据采集系统的硬件电路，提高了系统的集成度和稳定性，实现了数据的快速采集，并给出系统的实验结果。     

近程导弹捷联惯导系统初始对准方法与误差模型

为了解决近程导弹惯导系统在肩扛瞄准过程中的初始对准问题及惯性器件误差对其影响,提出了初始对准方法.该方法是在发射前对扰动加速度进行测量并予以平均并在瞄准试验的基础上建立起来的.通过把比力矢量向一个在惯性空间中稳定的临时平台坐标系中投影,可以建立初始对准过程的数学模型;再经坐标变换和相似变换建立误差分析数学模型,该模型给出了惯性器件的误差分配关系.根据试验数据进行数字仿真,验证了初始对准数学模型的正确性和可行性.     

捷联惯导系统容错技术的研究

捷联惯导系统对惯性仪表的容错技术有多种 ,针对不同的故障形式 ,采用的方式也常常不同 ,最常用的方法一般有直接比较测量值法、奇偶向量法等 ,本文着重讨论了这两种捷联惯导的容错方法     

捷联惯导系统中的减震技术

捷联惯导系统是随着数字计算机技术的发展而发展起来的新型导航系统,传统的捷联式系统惯性器件直接固联在载体上,力学环境对它的影响特别严重,其中振动环境的影响尤其突出。本文用减震的方法解决捷联式系统中惯性测量器件中的多频共振响应问题。依此减震技术制造的减震器已经检验。     

两种新算法在鱼雷捷联惯导中的综合应用与仿真

将两种新方法四元数的初始提取法和四元数的实时更新方法,综合运用于鱼雷捷联惯导的初始对准和实时计算并给出了仿真.新的四元数提取法可以克服捷联矩阵的奇点,而新的四元数实时更新方法有精度高和速度快的特点,仿真结果表明,将二者综合应用可以使鱼雷捷联惯导系统的计算更快捷,更精确.     

捷联惯导系统级余度技术研究

为了防止捷联惯导系统由于长时间工作而导航精度变差，对导航系统之间的互补性进行了研究，介绍了SINS／GPS与SINS／DNS两套综合导航系统方面的内容．通过对系统误差、性能的分析及仿真，给出了组合导航子系统的故障检测与隔离算法．该结果表明，采用组合惯导余度技术在工程实践上确实可以解决捷联惯导系统长时间工作而导航精度变差的问题．     

减小动态误差的捷联系统姿态算法研究

针对陀螺输出信号的两种不同形式 ,以圆锥运动条件下的圆锥误差和计算量为指标 ,对捷联惯导系统姿态计算中的旋转矢量算法和旋转矢量迭代算法进行了研究 ,分析了由角速度提取角增量的方法对旋转矢量算法精度的影响 ,提出二子样迭代算法不如单步的三子样算法优越。     

车载火炮角度伺服控制系统设计

由于受总体技术水平的制约，火控系统的总体性能欠佳。如在恶劣路面、高行驶车速下的命中率等方面都与国外有较大差距，特别是对火炮随动系统数字化的要求。针对这些情况，提出了一种基于单片机的直流PWM伺服控制方法。首先依据要求的调炮反应时间和调炮加速度，推算出直流电机的各项参数，对各个设备建立数学模型，然后运用经典控制理论，分析频域和时域响应后，确定用串联领先网络的方法校正。从最后得出的结果看出具有很好的动静态性能，且这种设计具有很好的通用性能，可以移植到其他相似的系统中。     

战术导弹捷联惯导系统误差分析

根据捷联惯导系统（SINS）误差方程．推导出了单通道误差解析解．利用从弹道中提取的弹体系线加速度和角速度激励惯导模型，并进行了蒙特-卡洛仿真，验证了解析解的正确性。在工程实践中．应用本文提出的方法可以对捷联惯导系统进行误差分配并进行性能评估，具有一定实用价值。     

自行火炮随动系统性能原位检测设备研制

针对新型自行火炮随动系统性能的快速检测需求,研制了一种原位检测设备。该设备不仅可以自动检测随动系统的电源、控制、反馈和连锁信号,而且能够自动输入激励信号,通过高精度数字式轴角变换器同步采集高低和方位角传感器输出的位置信息,经过数据分析处理后,可获得系统调速性能、调炮精度和调炮时间等性能指标。     

基于定量反馈理论的火炮随动系统鲁棒控制研究

针对火炮随动系统由于参数摄动及非线性扰动等因素导致控制精度不高的现象,提出一种基于定量反馈理论（QFT）的火炮随动系统鲁棒控制策略。在建立带有不确定参数的火炮随动系统模型的基础上,以某火炮随动系统为例,利用回路整形法设计控制器,分析验证该控制器作用下系统稳定性、跟踪性及鲁棒性,并研究带有参数摄动、输出扰动等情况下系统的时域响应。研究结果表明,所设计的QFT鲁棒控制器能够满足火炮随动系统性能指标要求,有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能,证明了该方法的有效性。     

基于SDC的角位置检测在火炮伺服系统中的应用

在计算机控制的数字伺服系统中，采用集成ZSZ—01系列的自整角机-数字转换器（SDC）实现模拟量信号到控制系统数字量的转换。SDC输出的模拟速度信号VEL还可以作为速度反馈信号以构成火炮伺服系统中的速度回路。ZSZ—01利用模拟速度电压输出端VEL来进行轴角转动的方向判别。利用一台自整角机和一个SDC模块可组成一个轴角编码装置，完成轴角的数字检测。该检测装置在某型火炮伺服系统中得到了应用。     

基于LABVIEW 的坦克炮伺服控制系统测试平台研究

针对坦克炮伺服控制系统中存在环境干扰、被控对象内部参数不确定性的问题,研发了一套坦克炮伺服控制测试平台.描述了该测试平台的工作原理和系统结构,设计以火控计算机、数据采集卡为系统核心的电流环、速度环、位置环三闭环控制系统,采用神经网络PID控制算法对参数进行实时整定,利用LABVIEW软件实现上位机的数据采集、各模块通信与神经网络PID控制,并进行了测试实验.实验结果表明:该测试平台能满足坦克炮伺服控制系统测试要求.该系统具有较强的适应性和鲁棒性.     

基于逆向导航算法的捷联式惯性导航系统改进优化对准方法

快速性和精度是捷联式惯性导航系统动基座初始对准的重要指标。优化对准方法（OAM）在短时间内难以获取足够多的观测信息,导致对准性能降低。针对此问题,提出一种基于逆向导航算法的改进动基座初始粗对准（IMCA）方法。通过逆向导航算法对存储的陀螺仪和加速度计数据进行虚拟延长并加以反复利用,扩展积分区间长度,以构建新的观测矢量、实现对准精度的提升。推导了载体坐标系下的OAM,分析了观测矢量包含的信息量对姿态确定精度的影响。基于车载实测数据,分别利用OAM和IMCA方法进行动基座初始对准试验,结果表明：相比于OAM,IMCA方法可在相同条件下实现更高精度的初始对准;IMCA方法应用在载体坐标系下动基座初始对准中是可行、有效的。     

基于遗传算法的舰炮随动系统PID参数整定

传统舰炮随动控制系统设计通常采用试凑法获取PID控制器参数。这类方法耗时长,需要调试人员具有较高实际工作经验,且依赖于经验公式或统计数据,很难获取很好的控制性能。针对该问题,根据遗传算法的原理,以广义Hermite-Biehler定理确定寻优范围;以误差泛函积分评价指标设计了目标函数。通过Matlab仿真结果表明:与传统方法比较,该整定方法简单、实用,并可获得更好的控制特性。     

基于对偶四元数的圆锥及划船误差补偿改进算法

为提高高动态环境下的对偶四元数捷联惯性导航算法解算精度,将梯形数字积分算法应用于圆锥和划船误差补偿算法中,改进了姿态和速度解算算法,提高了对偶四元数捷联惯性导航算法的解算精度。在单个采样周期内,利用前一时刻采集的陀螺角速率信号和当前时刻采集的陀螺角速率信号,通过梯形积分方式计算角增量进行圆锥误差补偿;利用前一时刻采集的加速度计信号和当前时刻的加速度计信号,通过梯形积分方式计算速度增量并结合同一时刻的角增量进行划船误差补偿。通过设计的多组动态模拟仿真航迹验证表明,当角速率和比力作为圆锥和划船误差补偿算法输入时,梯形积分算法的精度高于传统的矩形积分算法,且航迹的动态性越高,改进算法的性能优势越显著。同时,通过动态跑车实验结果的分析对比,进一步验证了该改进算法的实用性。     

火炮随动系统连续滑模控制算法

针对防空火炮对伺服系统高精度和强鲁棒性的要求及传统滑模控制中抖振的缺点,设计一种连续滑模控 制算法。建模时忽略电流环路的动力学特性,将其视为比例环节;分析火炮随动系统的动力学和跟踪目标,对火炮 随动系统的滑模控制算法及连续滑模跟踪算法进行研究;运用数值仿真进行验证。结果表明：该算法能消除系统抖 动,使系统具有较小的误差,证明理论结果的有效性。