DSS/SINS组合导航实时滤波仿真

北斗双星定位系统的定位原理决定了其存在导航定位实时性较差的缺点。为了解决双星定位实时性差的问题,提出了一种新的北斗双星／SINS组合导航实时滤波方法,即对双星定位的静态误差进行建模,将静态误差模型作为其动态误差的残差模型与双星定位时间延迟随机常数一起扩充为组合导航滤波器的状态变量,然后对北斗双星／SINS组合导航系统进行状态估计的滤波方法。通过计算机仿真,结果表明该实时滤波方法能够更好地解决北斗双星／SINS组合导航在实际工程应用中定位实时性较差的缺点,从而提高了组合系统的导航精度,对北斗双星／SINS组合导航系统的实际应用有重要的参考价值。     

捷联惯导/北斗高精度组合导航方法研究

提出采用紧组合方式进行捷联惯导/北斗组合导航设计,首先对捷联惯导与北斗系统进行误差分析与建模,将捷联惯导系统误差、北斗等效时钟误差相应的距离(伪距误差)以及等效时钟频率误差相应的距离率(伪距率误差)作为组合导航系统状态;利用捷联惯导位置输出与北斗接收机星历输出构造获得等效伪距,将其与北斗接收机测量的伪距对应相减作为量测,推导建立对应的量测方程,采用卡尔曼滤波设计捷联惯导/北斗组合导航滤波算法;仿真结果表明,该组合导航方法的速度精度达到±0.05 m/s,位置精度达到±3.2 m,水平姿态精度达到±0.4′,航向精度达到±1.6′。     

基于卫星／平流层飞艇的区域导航系统设计

针对卫星/捷联惯导组合导航系统中卫星信号易受干扰的问题,为提高导航的精度和可靠性,提出了一种新的基于卫星和平流层飞艇的区域导航系统.根据区域导航平台,利用组合导航的模式,建立了同步卫星/捷联惯导/平流层飞艇组合导航的状态方程和量测方程,选取自适应联邦滤波算法作为组合导航的信息融合算法,形成联合滤波器,要以弥补卫星导航中信号易受影响的问题.最后设计开发了区域导航仿真系统,通过数字仿真表明,与卫星/捷联惯导组合导航系统相比,区域导航系统具有较高的导航精度和较好的可靠性.     

车载卫星/惯导组合导航算法优化及精度分析

研究卫星惯导系统优化设计问题,由于惯性系统输出随时间变化存在漂移问题.传统组合导航系统滤波器模型越精细、维数越高,则组合精度越高,但计算量也越大,应用复杂度和成本也越高.为了降低车载应用成本及保证导航精度,针对简化惯导误差模型对组合导航系统滤波精度的影响,提出了一种组合导航系统滤波器优化算法,得出在车载条件下忽略惯导误差方程中计算量大的哥氏效应及地球自转误差项对组合导航精度影响不大,但计算量和成本可以得到减小.选取北京公主坟立交桥作为跑车路线,验证了所提算法的有效性.     

长航时无人机惯性/天文组合导航算法研究

针对捷联惯导/GPS组合导航系统的抗干扰性差、捷联惯导/星敏感器组合系统不能解决惯导位置发散的问题,提出了一种采用捷联惯导与基于间接敏感地平的天文导航相组合的长航时无人机导航新方案。分析了最小二乘微分校正天文定位方法对无人机的定位原理,设计了组合导航的滤波器,推导了系统的观测矩阵。仿真结果证明,组合方法能较好地实现无人机的定位定姿,具有较强的抗干扰性和较高精度,可以满足长航时无人机导航系统的要求。     

动态捷联惯导/多卫星组合导航自适应联邦滤波算法研究

研究了一种基于动态扰动的滤波算法,用以提高动态扰动情况下捷联惯导/多卫星组合导航系统 的精度和可靠性．该算法采用几何精度因子（GDOP）对量测噪声进行自适应调节,利用卡尔曼滤波器的新息 量对状态噪声协方差阵进行整体控制,同时根据具有时变特性的各子系统误差协方差阵对信息分配系数进行 自适应调节．通过对SINS/GPS/Galileo/北斗组合导航系统的仿真,分析对比了常规联邦滤波、Sage 自适应联邦 滤波和本文所提自适应联邦滤波算法．结果表明,该自适应联邦滤波算法能够有效抑制动态扰动,提高组合 导航系统的精度和可靠性．     

无人飞行器的北斗卫星组合导航算法研究

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,为促进北斗卫星系统在导航方面的运用,降低我国导航方面对GPS的依靠,从而进一步降低成本,提高无人飞行器的导航精度,本文对捷联式惯性导航系统（INS）和北斗定位导航系统的组合导航算法进行了研究,通过惯性导航系统的原理和导航解算的过程,选择惯导系统和北斗系统的速度、位置差值作为观测量,建立组合导航系统的状态方程和观测方程,利用无迹卡尔曼滤波得到惯导系统状态量和惯性敏感器的误差,对惯导系统进行误差补偿,从而实现无人飞行器的高精度导航控制.并使用Matlab进行仿真,得出高精度的模拟输出轨迹.     

北斗双星／SINS组合导航中的捷联惯导算法研究

摘要针对北斗双星／SINS组合导航系统,研究了捷联惯导的姿态和速度更新算法。将等效旋转矢量算法应用与姿态解算,消除了传统的四元数算法存在的不可交换性误差对导航精度的影响,并对速度解算中的划浆误差进行了补偿。将算法应用到北斗双星／捷联惯导组合导航系统,通过实际的跑车实验验证算法的有效性。     

基于UKF的惯导/被动导引头组合位置修正方法

在导弹末制导阶段,结合自适应UKF滤波方法和直接滤波模型实现惯导/被动导引头组合导航,以提高惯导系统定位精度.首先采用惯导参数和导引头视线信息建立非线性模型,然后结合模型特点对UKF滤波流程进行简化,并针对系统状态变化较快和量测噪声不稳定的特点给出改进的自适应UKF滤波方法,能实现视线信息辅助修正惯导系统位置误差.仿真结果表明,该滤波方法具有较高的估计精度和较快的收敛速度,7s时惯导/被动导引头组合定位误差不高于30m.     

多导航传感器的多模卡尔曼滤波研究

将多模自适应估计用于导航数据融合处理方法中,通过数字仿真将单一模型的惯导系统/全球定位系统/多普勒计程仪组合导航系统与多模自适应估计的组合导航系统的性能进行了比较,多模滤波器具有较明显的稳定滤波,而且,加大了测量值动态范围,说明了多模自适应估计在组合导航系统中可增强系统对环境的适应性,提高组合导航系统的精度.     

Controllability analysis of multi-agent systems with directed and weighted interconnection

In this article, we investigate the controllability of multi-agent systems with leaders as control inputs, where the interconnection is directed and weighted. We employ weight-balanced partition to classify the interconnection graphs, and study the controllable subspaces with given nontrivial weight-balanced partition. We also provide two necessary and sufficient graph conditions on structural controllability and strong structural controllability. Moreover, we consider the effect of the zero row-sum restrictions of the system matrices on structural controllability.     

二阶分布参数系统的稳定性和能控性

讨论Hilbert空间上两个二阶线性系统的稳定性和能控性,在较一般的假设下,得到了 这两个系统的指数稳定性和精确能控性,渐近稳定性和近似能控性之间的关系.最后,给出 线性系统渐近稳定的一个充分必要条件.     

北斗双星定位系统上的基于联邦Kalman滤波的组合导航技术

作为常用导航手段的惯性导航、GPS系统等单一的导航设备,已不能满足现代电子战条件下的作战使用需求。因此,目前世界各国广泛采用多设备组合、冗余设计、多功能的组合导航系统。本文设计了基于联邦Kalman滤波的组合导航技术,进行了相应的数据仿真实验,并使用北斗星定位系统上的实际运行数据进行了算法验证,从而验证了在北斗双星定位系统上使用基于联邦Kalman滤波组合导航技术的有效性和可行性,为未来进一步在中国独立自主研究的北斗双星定位系统上进行实际的工程应用和商业应用奠定了良好的基础。     

星光折射定位辅助的惯性/星光全组合导航算法

常规的惯性/星光组合导航多基于姿态信息组合,对位置、速度修正效果较差.针对上述问题,在惯性/星光姿态组合算法基础上,通过引入基于星光折射原理后获得的天文定位信息,设计了惯性/星光姿态、位置全组合导航方案,并提出了基于地心惯性坐标系下的捷联惯性/星光全组合导航算法.仿真结果表明:由于利用星光折射间接敏感地平的方法,在系统中引入了位置相关的观测信息,可确保组合导航系统获得较高的位置、速度和姿态精度.     

多智能体网络系统的能控性代数条件

能控性是多智能体系统研究的核心问题,主要包括结构可控性和精准可控性。对多智能体系统的模型和能控性代数条件进行了总结。在相对协议和绝对协议条件下,运用图论和矩阵论的知识系统分析了多智能体系统能控性的代数条件。按照同质多智能体到异质多智能体的顺序,对现有的多智能体系统模型和代数条件进行了梳理,并在已有结论的基础上对多智能体系统能控性的代数条件进行了改善,进一步提出了新的代数条件。多智能体能控性代数条件的改进大大简化了能控性的计算量。     

一类齐次离散双线性系统可控性分析

在系统分析中,可控性是系统的一个重要特性.在工程实际操作中,往往需要对一个连续系统进行离散化处理,人们希望系统在离散化后能保留原系统的重要系统特征,比如可控性.对于线性系统,我们有成熟的判断方法.然而,对于非线性系统则无统一的判别方法.Elliott在2005年给出了一个二阶双线性系统经过离散化后,可控性发生变化的例子.它表明一个系统在离散化前后,它的可控性可能会发生改变.本文旨在给出一类二阶离散化双线性系统可控性充分条件,并和已有结果作比较,表明本文结果更具有一般性.另外,本文对于3阶及以上的这类系统可控性做出了不可控的判断.     

一类离散双线性系统可控性研究

在工程中, 系统离散化前后可控性是否一致是一个重要问题. 近来, Elliott就一类双线性系统, 首次构造出了一个连续时不可控、但经离散化后可控的二阶反例. 鉴于离散化后的系统可控性无法利用已有方法进行判断, 本文给出了一个二阶离散双线性系统可控性的充分条件, 从而在更一般情形下得到了一类连续时系统不可控, 离散化后可控的反例, 深化了对双线性系统可控性的认识. 进而, 本文证明了对于该类系统, 当其阶数大于2时, 可控性反例不再存在.     

欠驱动柔性机器人的振动可控性分析

欠驱动柔性机器人的可控性分析是对其进行有效控制的关键问题. 本文以具有柔性杆的3DOF平面欠驱动机器人为例, 分两步分析系统的可控性. 首先,忽略杆件的弹性变形, 研究欠驱动刚性系统在不同驱动电机位置的状态可控性；然后, 考虑柔性因素, 研究欠驱动柔性系统的结构振动可控性. 结果表明振动可控性是随机器人关节位形和驱动电机位置而变化的, 并且欠驱动刚性机器人的状态可控性对相应的柔性系统的振动可控性有很重要的影响. 最后, 将上述研究方法扩展到具有一个被动关节的N自由度平面欠驱动柔性机器人.