低信噪比直序扩频导航信号的自适应捕获算法研究

为解决低信噪比下直序扩频导航信号的捕获,提出了一种自适应捕获算法.该算法基于相干相关模型及FFT,提高了后测信噪比、缩短了捕获时间.对GPS C/A信号的捕获进行了仿真实验,结果表明此算法明显优于非相干相关算法,可提供约2 dB左右处理增益,捕获灵敏度达到-175 dBW.该算法可以运用于其它类似的卫星定位与直序扩频测距信号的伪码精确跟踪及相位测量中.     

用于星间通信的高灵敏度快捕算法

为实现微小卫星快速协同工作,满足星间通信链路对扩频信号捕获算法提出的高灵敏度与快速捕获的要求,对常用捕获算法的原理进行分析,针对传统信号捕获方法存在的捕获灵敏度低、捕获时间长、信噪比要求高等缺陷,提出一种适用于星间链路的FFT快速捕获算法,该算法在传统FFT码相位捕获法的基础上通过多路并行架构、特殊同步序列、降速率抽取、非相干累加等优化策略对传统算法的捕获灵敏度及捕获速度进行改善。基于对改进算法的可行性进行检验,首先通过理论公式推导了算法的极限灵敏度、抗干扰能力与理论捕获时间,其次,在MATLAB软件中设置典型任务环境对算法的各项性能进行仿真,最终通过搭建硬件测试平台对算法进行性能实测。仿真及硬件测试表明:该算法相对于传统捕获算法性能有明显提升,改进算法的极限捕获灵敏度可达-130 dBm,捕获时间小于100 ms,符合卫星通信环境设计需求,并已在自主研制的天平二号卫星的星间通信机中验证了其可行性;改进算法还可通过调节算法的并行路数、非相干累加次数等算法要素兼容不同应用环境需要。     

基于FFT的伪码快速捕获

首先对普通的串行捕获方式作了分析，说明了它的不足之处，并指出目前并行捕获方式在系统复杂度和捕获速度之间存在矛盾，针对这一矛盾提出了基于FFT并行捕获算法．给出针对无线电导航接收机而设计的FFT捕获算法，对该算法的捕获性能作了分析，并对弱导航信号研究了基于FFT捕获的解决方法．理论分析和仿真结果证实该方法能够大幅度减少捕获时间，并且在低信噪比下具有较好的捕获性能．     

混频前端抽取的串行捕获算法研究

全球导航卫星系统是一种能够提供全球、全天候、全天时的高精度地理位置信息以及导航、授时信息的卫星系统.串行捕获算法是对卫星扩频信号时域内所有可能的频点和码相位进行串行搜索,无论在硬件还是软件仿真中都比较容易实现.虽然串行捕获算法具有较高的捕获精度,但由于运算量较大,捕获时间较长,成为其严重的弊端.提出了一种在混频前端进行数据抽取的串行捕获算法,在保证捕获精度的基础上,能有效的减少运算量,缩短捕获时间,提高捕获效率.仿真验证了本文算法能有效的捕获卫星信号,同时缩短了捕获时间.说明本文算法在理论和实际应用上具有较强的可行性.     

一种BD2卫星导航信号的捕获方法

针对传统捕获方法无法应用于中国北斗二代的新型无源导航信号,在GPS卫星信号捕获方法的基础上,提出一种BD2卫星信号捕获方法,消除了数据位跳变或NH码翻转导致的相关值变化,提高了BD2卫星信号的捕获效率。测试结果表明,该方法能够有效地实现BD2卫星信号的捕获。     

混合二进制偏移载波调制信号快捕算法设计

针对Galileo卫星导航系统的MBOC伪码扩频信号研究基于FPGA的硬件捕获算法设计问题,算法以FFT并行频域捕获为基础,并且采用了平均采样的抽取思想。先利用Matlab进行仿真验证,然后在FPGA实现了该算法,证明了算法的有效性。     

北斗导航系统 B1频点弱信号捕获技术研究

针对BDS（北斗卫星导航系统） B1频点的D1导航电文因存在NH码二次调制,导致相干累积时间不能超过1ms,从而影响了增益累积效果,降低了弱信号捕获性能的问题,基于NH码与CB1I码叠加码的自相关性,提出了一种改进的基于全比特累积的差分相干算法来实现BDS弱信号捕获。该算法通过将非相干算法和传统差分相干算法有效结合来解决传统差分相干算法不适用于长时间相干累积的问题。为了验证算法的捕获性能,将改进的算法与基于全比特累积的非相干算法对BDS－B1频点弱信号的捕获性能进行了比较。仿真结果表明,改进算法能够实现信号功率低至－178 dBW的BDS－B1频点弱信号的捕获。     

飞轮故障时的小卫星轮控与磁控联合控制方法

反作用飞轮和磁力矩器是现代小卫星姿态控制的主要执行机构,针对反作用飞轮故障情况,提出一种使用磁力矩器和反作用飞轮联合控制的故障处理方案.首先给出了具有控制分配环节的联合控制方案,在此基础上推导了故障模式下的控制分配策略和磁卸载算法.最后进行数学仿真,结果表明该算法在飞轮故障时能够动态实现故障隔离和系统重构,有效完成小卫星高精度姿态控制任务,且该方法鲁棒性能好、设计简单、易于在轨实时计算.     

改进的GNSS信号快速捕获检测算法

为了满足卫星导航接收机在高动态应用场景中对卫星信号快速捕获的需求,本文针对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号的捕获检测问题提出了一种改进的检测算法。该算法结合了N中取M检测算法和唐检测算法的优点,考虑信号存在和不存在时的两种情况,通过设置多级门限检测机制,加快了信号存在时的检测确认速度和信号不存在时的剔除速度。实际数据测试表明,改进算法在检测概率没有任何损失的情况下,捕获检测速度相对于N中取M算法提高3倍,相对于唐检测算法提高1/3。     

多径信道下的IR-UWB快速捕获算法

脉冲超宽带(IR-UWB)的传统同步算法捕获时间长,且IR-UWB信道多径情形严重,导致同步捕获十分困难.针对该问题提出了多径信道下一种新的快速捕获算法,利用多径信道特征构造两个本地模板信号分别与接收信号相关,比较其相关输出后,自适应改变模板信号重复相关运算,迅速减小搜索区域;当达到一定迭代次数后,在新的搜索区域上采取串行全搜索方法捕获同步延迟,估计信道多径信息.理论分析和仿真结果表明,相比传统捕获算法,该算法捕获时间大大缩短,能够捕获多径能量,而且可以进行信道估计,便于PRAKE(partial rake)接收.     

Active magnetic control algorithm for small satellite

０　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｎａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｔｈｅｐｉｖｏｔａｌｓｕｂｓｙｓｔｅｍｏｆａｓｍａｌｌｓａｔｅｌｌｉｔｅ［１］．Ａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆａｓａｔｅｌｌｉｔｅｇｏｉｎｇｉｎｔｏｏｒｂｉｔ,ｔｈｅｓａ...     

小卫星姿态大角度机动联合控制算法

由于星上能源需求、空间目标探测和地面目标跟踪定向的要求，小卫星必须具备姿态大角度机动能力．基于磁力矩器和反作用飞轮联合控制，提出了一种绕瞬时欧拉轴旋转的机动控制算法．该算法根据运动学原理规划姿态机动的时间最短轨迹设计控制器进行跟踪，以实现时间较短的姿态大角度机动控制．仿真结果表明，算法鲁棒性好，设计简单且易于在轨实时计算，显著减少了反作用飞轮在机动过程中的饱和机会．     

基于RBF网络上界自适应学习的预警卫星滑模控制

分析了RBF(径向基函数)神经网络的基本结构和数学特性,对于预警卫星动力学系统的不确定性上界值无法测量和未知的情况,采用RBF神经网络可以对较强干扰上界进行自适应学习,并可降低控制和动力学带来的抖振。针对带有摆镜的预警卫星姿态控制问题,提出了一种基于神经网络扰动补偿的姿态滑模控制方法。针对RBF网络正交最小二乘(OLS)学习算法,采用RBF神经网络来学习不确定因素的上界值,并设计了预警卫星的姿态控制规律,解决了预警卫星动力学扰动补偿问题。利用数值仿真估算了基于RBF网络上界自适应学习滑模控制的预警卫星姿态控制系统的性能指标。     

单轴并联式混合动力汽车能量分配的模糊控制策略研究

针对单轴并联式混合动力轿车,以混合驱动系统需求转矩和电池剩余电量（SOC）为输入,以发动机转矩为输出,构建了能量管理模糊控制器,基于ADVISOR的仿真研究表明,模糊控制策略与传统的逻辑门控制策略相比,能够更有效地降低混合动力汽车的燃油消耗和排放,更好地控制电池组SOC的变化。     

基于模糊逻辑控制的卫星功率控制方法

卫星通信系统中码分多址的接入方式会引起远近效应问题,针对此问题提出基于模糊逻辑控制的功率控制方法.在内环功率控制中控制各从星的发射功率,使各从星到达主星的接收功率平衡;在外环功率控制中,模糊逻辑控制器通过动态调节目标功率为最佳的方式,提高总体测距精度. 在Matlab仿真中将该功率控制方法与传统的固定步长功率控制方法进行对比,仿真结果表明,2种方法均能使各从星到达主星的功率趋于相等,并追踪最小的从星功率,但是基于模糊逻辑控制的功率控制方法的响应速度更快. 在测控应答机上,搭建1颗主星与3颗从星之间通信的实验平台. 实验结果表明,使用功率控制后,卫星编队的总体测距精度从60 cm提高到20 cm,各从星到达主星的功率平衡.     

Applied research on adaptive fuzzy-PI double model control for hot-box

Hot-box is an experimental device used atlarge forstudying heat-retaining properties of building enve-lopes. It can test thermal characteristics of building en-velopes such as heat transfer coefficient and thermal re-sistance, and it can also be used for air permeation andtransmission of humidity experiment. It can be used forstudying indoor thermal environment, too. The struc-ture of the hot-box is shown in Fig 1. It is made upof measured box, cold box, protected box, specimenshelf, air circ…     

自调整模糊控制技术在汽车悬架系统中的应用

以车辆操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标,提出一种在线可调整的模糊控制算法,其模糊控制规则表可以用解析方法得到.该算法不仅体现了一般模糊控制算法对非线性系统具有的明显优势,而且可以利用LMS自适应模块调整模糊控制器的修正因子,改善了一般模糊控制算法对专家先期经验依赖的缺陷.通过对简化的车辆模型仿真计算分析,证明该算法对悬架系统的振动控制具有较好的效果;并在两自由度的悬架系统试验台架上进行了试验研究,结果证明,与被动悬架系统相比,LMS自适应模糊主动悬架系统簧上质量加速度均方根降低41%.     

磁悬浮平台电磁悬浮系统的模糊滑模控制

为实现开环不稳定且高度非线性的磁悬浮平台悬浮气隙的精确控制,采用模糊滑模控制方案,根据电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,通过等效控制和切换控制律实现对参数摄动和外部扰动的完全鲁棒性.根据滑模切换状态,利用模糊推理方法柔化切换控制.基于模糊滑模控制器的控制系统能够有效地削弱滑模控制抖振,并较好地抑制外部扰动,且对参数变化具有完全鲁棒性,实现磁悬浮平台的高刚度稳定悬浮.结果表明,所设计的控制系统对参数变化及周期性扰动具有很强的鲁棒性.     

小卫星姿态大角度机动联合控制算法

由于星上能源需求、空间目标探测和地面目标跟踪定向的要求,小卫星必须具备姿态大角度机动能力。基于磁力矩器和反作用飞轮联合控制,提出了一种绕瞬时欧拉轴旋转的机动控制算法。该算法根据运动学原理规划姿态机动的时间最短轨迹设计控制器进行跟踪,以实现时间较短的姿态大角度机动控制。仿真结果表明,算法鲁棒性好,设计简单且易于在轨实时计算,显著减少了反作用飞轮在机动过程中的饱和机会。     

钢管捆自动成形系统电液比例控制研究

为了满足钢管生产过程中对钢管捆成形和包装的需要，对钢管捆自动成形电液比例系统进行了模糊比例-积分-微分(PID)控制研究.基于该系统的组成和工作原理，分析了双缸管排水平定位和竖直定位堆放控制问题，给出了管排竖直定位堆放误差的补偿算法.采用专家智能控制与模糊PID控制技术相结合，得到了具有二级结构的模糊PID控制策略，并对实际系统设计了相应的模糊PID控制器.系统控制结果表明，模糊PID控制器能修正各控制参数，提高了系统控制的自适应性和鲁棒性.与常规的PID控制器相比较，该控制器具有更好的系统运行性能.