磁航向传感器在无人机飞行控制系统中的应用

磁航向传感器V2XG利用"磁感法"测量地磁航向,有成本低、易集成等特点。将V2XG应用于无人飞机的航向控制回路,设计了传感器的接口电路,给出了零位误差和灵敏度误差的消除方法。实测结果表明,航向测量准确度达到±2°,采样频率达到5Hz,设计方案有较高性价比,满足了无人机飞行控制对航向测量的要求。     

磁航向传感器使用中的误差补偿

通过对磁航向测量误差形成原因的分析,提出了一套快速有效的补偿办法,在工程应用中得到了满意的效果。     

基于椭圆假设的磁罗盘航向测量算法研究

磁罗盘常用于自主式水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）导航系统中对惯性器件的姿态测量进行校正。为了补偿载体内干扰磁场对磁罗盘航向解算带来的误差,采用基于椭圆假设的误差模型,通过最小一：乘拟合椭圆,扶得磁罗盘误差补偿算法中椭圆模型的各分布参数。陆上仿真实验的结果表明,基于椭圆假设的实时补偿算法能够获得稳定、高精度的航向角测量,不同路径类型下的误差精度可提高60％至80％。补偿结果为水下导航系统算法设计提供了精度依据。     

基于MEMS/GPS的航向姿态测量系统设计

姿态信息是飞行控制中最关键的参数之一。针对飞行控制系统首要解决的姿态测量问题。本文利用多微机电系统（MEMS）传感器与GPS组合,研制了一种微型航向姿态测量系统。考虑在以往的姿态测量系统中,动加速度的影响限制其应用,通过设计利用GPS进行辅助修正的姿态解算算法,有效规避了运动加速度对测量精度的影响,使系统可同时满足静态情况和动态情况的使用。将试验结果与商用姿态测量产品MTI-G-700的姿态结果进行了比较,各项指标均达到系统设计的性能要求,验证了航向姿测量系统设计的有效性。     

HMR3000数字罗盘在微型飞行器中的应用

HMR30 0 0数字罗盘体积小 ,质量轻 ,并能输出飞行器俯仰、航向、滚转三个方向上的姿态数据 ,因而能满足微型飞行器飞行控制系统设计的要求。但是HMR30 0 0的输出数据并不能直接为控制系统所用 ,必须设计接口电路 ,使数字罗盘的输出能配合微型飞行器控制系统的工作 ,并可作为在微型控制系统中使用串行异步通信数据的参考方法     

微小型飞行器航向系统设计

从实用的角度出发,给出了微小型飞行器的航向系统(包括航向测量和航向控制)体系结构．设计了地磁航向、捷联航向、GPS航向等3种常用的航向测量手段在微小型系统中的实现方案,分析了其各自的优、缺点,提出了一种实用的、基于数据融合的航向获取方法．在航向测量的基础上,又设计了针对微小型飞行器的航向控制方案,并应用于某小型固定翼飞行器的飞行控制系统中．进行了自主飞行试验,取得了预期的试验效果．     

姿态航向测量与误差补偿方法研究

设计了一种基于MEMS陀螺仪、加速度计、磁传感器的小型姿态航向参考系统;以四元数和角速率偏差为状态矢量,磁场强度和加速度计信息为量测矢量,构建基于Kalman的四元数姿态航向解算方法;通过调整测量噪声方差矩阵,解决动态过程中由于运动加速度造成的姿态角误差;采用陀螺仪误差建模和磁航向罗差补偿技术,进一步提高了系统测量精度。根据飞行数据分析,姿态航向参考系统具有较高测量精度和较好的稳定性、动态性,姿态角均方根误差小于1.5°,航向角均方根误差小于3°。     

无航向基准条件下电子罗盘的误差补偿方法研究

针对HMR3300电子罗盘在实际使用时,航向角测量精度低问题,探讨有效的磁差补偿方法.在分析电子罗盘航向角测量误差产生机理的基础上,建立了无航向基准条件下电子罗盘的误差校正模型,推导了自差补偿系数的计算公式,实验结果表明该补偿方法是正确有效的,可将HMR3300的航向角测量误差控制在0.5°之内.     

具有自动误差补偿功能的智能磁航向系统

研制了一种具有三种误差补偿方法的智能磁航向系统(智能电子磁罗盘)。传统的给定基准法具有满意的补偿效果,但试验复杂。对水平情况,椭圆假设法把误差的形成过程假设为从圆到椭圆的变化过程;而对任意姿态的情况,椭球面假设则把该过程假设为从圆球面到椭球面的变化过程。其逆过程就是误差补偿过程。后两种方法试验非常方便,不需要高准确度的设备。试验结果表明,这两种方法可实现自动误差补偿和自动校准,补偿效果满意,成本低。还设计了一个包含上述三种方法的虚拟仪表用于计算误差补偿系数。用EEPROM永久保存这些系数,消除了类似电位计的可动部件。该系统体积小、成本低、可靠性高,可用于小型飞机、车辆、船舰等运载工具。     

无人机航向测量抗差补偿滤波技术研究

针对角速率陀螺误差随时间积累和电子磁罗盘易受外界干扰的问题,为提高低成本自主导航精度,设计了角速率陀螺和电子磁罗盘信息融合的组合方案。并对传统的补偿滤波方法进行改进,提出一种能够检测出电子磁罗盘的低频干扰,并对干扰误差进行剔除的抗差补偿滤波算法。通过对角速率陀螺和电子磁罗盘进行误差建模和仿真实验可知,抗差补偿滤波器可以有效地抑制磁罗盘高频干扰误差和角速率陀螺的积累误差,同时,也可很好地抑制磁罗盘的低频干扰误差。结果表明：研究的抗差补偿滤波算法效果明显,是一种简单可靠的航向融合方法。     

MEMS航向传感器在小型无人机上的补偿算法

根据航向传感器在无人机上的安装位置,介绍了两种航向补偿算法,即航向传感器水平安装时改进的霍尼韦尔补偿算法和航向传感器非水平安装时改进的椭球拟合补偿算法。根据这两种算法,进行了无人机的地面静止补偿实验和飞行试验。通过输出的航向传感器数据与高精度惯导数据进行对比,验证了不同安装位置采用的不同的补偿算法都可实现航向的高精度补偿。     

改进的MVR-CORDIC算法在磁航向测量中的应用

在单片机进行磁航向计算过程中,针对基本MVR-CORDIC算法的执行速度和效率不高的问题,分析和列举了在航向测量中利用算法矢量模式进行航向解算的步骤,结合该系统单片机和算法的特点,提出了自适应迭代次数和改进的旋转序列查找方法,在保证精度的同时提高磁航向解算的速度.该改进算法在单片机中实现,与基本算法进行了实验对比,结果表明:自适应迭代使算法迭代次数减少为原来的67%,改进的查找方法缩短57%的原迭代时间,且改进算法达到了系统要求精度,证明了该改进算法的快速有效.     

三轴磁罗盘的高精度误差补偿算法研究

介绍了倾斜补偿下三轴磁航向测量的基本原理,分析了航向误差的形成原因.根据罗差分解和正交修正基准轴的概念,本文提出了一种基于二次正交修正的高精度磁航向误差补偿算法,该方法具有补偿精度高,算法简单等优点.文章给出了该算法应用于HMR2300型磁罗盘进行航向测量的实验结果,说明了该算法的可行性和有效性.     

基于ARM的无人机飞行控制系统的硬件实现

按照高性能和小型化的要求,以AT91 M55800A微控器为核心设计并实现了基于ARM的新型无人机飞行控制器硬件,文中详细给出了系统整体方案的分析设计和具体的硬件选型及接口设计.对设计中的关键技术进行了研究,系统具有设计精炼,可靠性高,开放性等特点.     

数字图像在零件尺寸测量中的应用

提出一种基于数字图像技术的零件尺寸的测量方法,从数字图像测量系统的建立、图像预处理、直线的Hough变换、圆的最小二乘法拟合、亚象素定位、系统标定等几个方面进行探讨,给出测量方法.从理论上和实践上证明本方法的可行性和正确性.     

基于最小二乘曲面拟合的流量计量温度补偿算法

针对时差法超声波式热量表流量计量结果受流体温度影响而存在的非线性误差问题,提出了基于最小二乘曲面拟合的温度补偿算法,通过建立温度和流量之间的非线性映射模型实现温度补偿。在实现温度补偿后,针对超声波式热量表自身计量特性的差异,进一步提出多温度点误差二次修正算法,根据相邻温度点的流量计量误差和可变权值计算当前的流量计量误差,对误差进行二次修正,实现流量计量的全局优化。实验表明,流量计量误差在±2.0%以内,具有较高的工程应用价值。     

一种新的APS数字式太阳敏感器测姿算法

APS数字式太阳敏感器是卫星运行过程中所需要的姿态测量部件,是目前太阳敏感器的发展方向.APS数字式太阳敏感器在测姿吋需要计算太阳像质心在APS成像面上的位置,常规的质心法在计算时存在着时间上的浪费,尤其当太阳像的面积相对成像面面积较小时,时间浪费尤其明显.本文提出了一种新的太阳像质心快速计算方法,该方法能够大幅度提高质心的求解速度,并且能够保障一定的计算精度.     

量测误差对机械手适应控制的影响

机械手的动力学方程依赖于广义位置坐标q及其一、二阶导数、广义力矩及未知参数θ0对q及q的量测一般带有误差.本文在估计θ的同时给出控制律,使平均跟踪误差和量测误差为同一数量级.