基于AD2S83和DSP的感应同步器测角系统

本文介绍了一种基于旋转变压器一数字转换器芯片AD2S83和DSP的感应同步器测角系统的设计与实现.本设计中通过RC振荡电路为感应同步器转子提供单相激磁信号.定子上感应出来的正弦和余弦两路信号通过仪表放大器的差分放大之后提供给基于跟踪型测角原理的转换芯片AD2S83,通过FPGA实现数字逻辑控制以及地址解码,将转换后的16位并行转角数据以及方向信号送入DSP中.本设计实现了一种稳定高效的跟踪式数字测角系统,具有很好的扩展性.     

自适应波束形成系统单脉冲测角新方法研究

研究相控阵雷达系统控制问题,由于雷达工作环境日益复杂和恶化,常规的单脉冲测角方法不具备干扰背景下精确测角能力.针对相控阵雷达自适应数宁波束形成系统,根据单脉冲测角技术,实现了在干扰背景下对单脉冲精确测角.为提高自适应抗干扰能力,提出通过二次自适应干扰对消计算,提高二个接收波束通道信号的信号干扰噪声比,用数字和差比幅实现单脉冲测角.可以自适应抑制有源干扰,提高信号干扰噪声比从而提高测角精度,测角误差达到1mrad以内,满足雷达测角精度要求.仿真结果表明,方法具有抗干扰能力强、测角精度高的优点,为相控阵雷达在干扰背景中测角提供了一种新的解决途径.     

半主动导引头倒置接收机建模仿真研究

数字仿真技术已广泛应用在制导控制系统的设计中。目前导引头接收机的输出雷达误差信号只用比例系数K来代替,但是在低信噪比、超低空和群目标条件下,导引头雷达误差测量受到干扰,比例系数K无法反映实际情况,影响了结果的置信度,也限制了数字仿真的应用。本文旨在完善导引头接收机的数学模型,使之能够真实地模拟实际情况。本文以Matlab中的Simulink为仿真平台,建立了导引头接收机的数学模型,主要包括：一二中混频、三通道合一、AGC归一化比幅单脉冲测角以及AFC回路等模块。接收机最终输出为控制导弹所需的雷达误差（即视线角速率）和弹目多普勒频率。最后进行数字仿真,仿真结果与飞行试验结果一致,验证了所提导引头接收机数学模型的可靠性。     

一种改进单脉冲技术的低角跟踪性能分析

在低仰角跟踪过程中,空域飞行目标发射的电磁波可通过不同路径传播到达相控阵系统接收端;由于各分量场的到达时间不同,它们按各自相位相互叠加而造成干扰,导致相控阵天线无法通过传统单脉冲测角技术准确获得目标的角度信息;为了消除多径效应对于系统低角跟踪性能的影响,提出了一种改进单脉冲测角技术方法：该方法利用相邻脉冲差波束相位跳变构造对称波束,并采用频率分集技术,通过对不同工作频率下得到的和差波束进行一系列运算,能够准确得到目标与镜像目标的角度信息;在典型二径环境下,测角误差由之前的一度左右降低到零点一度以下;改进单脉冲测角技术的应用使得系统的跟踪性能明显提高,并且计算复杂度较低,较容易实现,因此具有良好的工程实用价值。     

基于S函数的软件单脉冲性能参数仿真

软件单脉冲系统依靠数字波束形成实现同时多波束测角,此时,在传统单脉冲系统中受硬件限制无法调整的目标可测角度范围、测角灵敏度等参数有望得到改善.为了研究如何改善这些参数,文章在Simulink平台上搭建了一个软件单脉冲性能参数仿真系统.通过仿真目标角度固定或变化情况下,单元波束夹角改变对单脉冲系统性能的影响,发现增大单脉冲单元波束的夹角可以提高测角灵敏度,而减小这一夹角则可以扩展单脉冲系统的目标可测角度范围.而且在一定范围内,目标偏离瞄准线的角度越大,同等程度地增大单元波束夹角带来的测角灵敏度改善也越大,为在基于数字波束形成的软件单脉冲系统下提高系统性能提供了一种新的思路.     

基于高斯和SCKF 的姿态角辅助三维目标跟踪

首先, 根据目标运动与姿态角的关系, 分析目标在偏航角和俯仰角下的速度变化, 进而推导出姿态角辅助三维目标跟踪模型; 然后, 针对姿态角量测非高斯情况, 在分析均方根容积卡尔曼滤波的基础上, 提出新的高斯和均方根容积卡尔曼滤波算法, 以提高非线性非高斯的处理能力; 最后, 结合不同运动模式下姿态角分量的特点, 建立姿态角分量不同的跟踪模型, 通过模型切换实现对姿态角机动的跟踪. 仿真结果验证了所提出跟踪模型和滤波算法的正确性和有效性.     

角位置测量系统新方案

哈尔滨工业大学惯导中心的研究人员研制并推出了一种新型的鉴幅型角位置测量系统。这种测角系统通过粗精组合，可实现360内的绝对式角度测量，同时，通过高低速的判别，使测角系统能够适应从0.0001~1000()/s的速率范围，且能够与直接与单片机接口，易于集成化，系统的可靠性得到了极大的提高。此项目属国防科技重点预研项目。 以前的转台测角系统中，一直采用双相激磁、单相输出的鉴相型测角方案。这种测量方法从原理上讲即存在着模数变换误差，实时性差，无法适应更高的系统转速，因此，只能用于静态测角，或者转速不高的情况。同时，这…     

旋变/数字转换模块在轴角检测中的应用

旋转变压器/数字转换模块是角位移测量和控制的重要组件,它把测角模拟量转换成数字量信号。本文将以19XSZ3212-S36A模块为例介绍旋转变压器/数字转换模块在轴角检测系统中的应用电路。该电路经转台试验证明,测量精度达到设计要求。     

基于对数似然估计的目标定位跟踪新方法

为避免无源定位中的迭代运算,本文针对多站测角无源定位非线性观测方程,提出利用对数似然估计将其进行伪线性化处理,从而实现目标位置的闭式解算. 首先,在基于二维测角观测量的前提下,提出利用对数似然估计法将非线性观测方程转化为伪线性观测方程的数学模型,并推导出用于目标定位算法的闭式解. 接着,利用“当前”统计机动模型和卡尔曼滤波,实现对目标的精确跟踪定位. 并通过仿真实验验证该闭式解的渐近最优性,从而验证文中理论的有效性.     

基于间角叠组电位器的无限连续测角传感器研究

在分析既有机械测角、电磁测角、光学测角、光电测角、电位器测角方法和性能特点的基础上,提出基于间角叠组电位器的连续测角方法;设计并说明三元间角叠组电位器的结构、性能特点;以三元间角叠组电位器为角度传感部件,提出基于欧姆比参数的盲区补偿原理,基于广义电阻原理的电阻测量方法和基于全周电阻原理和欧姆度参数的连续测角方法的概念、参数、原理、计算方法和测角传感器应用系统结构。最后,简要讨论了本方法的主要特点。     

Adaptive sliding mode dynamic controller with integrator in the loop for nonholonomic wheeled mobile robot trajectory tracking

In this paper, novel adaptive sliding mode dynamic controller with integrator in the loop is proposed for nonholonomic wheeled mobile robot (WMR). The modified kinematics controller is used to generate kinematics velocities of WMR which are subsequently used as the input to adaptive dynamic controller. Actuator dynamics are also derived to generate actuator voltage of WMR through torque and velocity vectors. Stability of both kinematics and dynamic controller is presented using Lyapunov stability analysis. The proposed scheme is verified and validated using computer simulations for tracking the desired trajectory of WMR. The performance of proposed scheme is compared with standard backstepping kinematics controller and classical sliding mode control. In addition, the performance is further compared with standard backstepping kinematics controller with adaptive sliding mode controller without integrator. It is shown that the proposed scheme exhibits zero steady state error, fast error convergence and robustness in the presence of continuous disturbances and uncertainties.     

Hierarchical predefined-time bipartite tracking of Euler–Lagrange systems over a signed graph

This paper addresses the hierarchical predefined-time bipartite tracking problem in networked Euler–Lagrange systems (ELSs) over a signed graph, considering the presence of outer disturbances and dynamic uncertainties. An algorithm about the novel hierarchical predefined-time control (HPTC) is presented here, which aims to guide the states of two opposing subgroups of the ELSs to achieve the leader's trajectory while the signs are opposite. The algorithm allows for flexibility in setting the desired settling time for the system, the upper bound of which is simple to be predetermined in advance and adjusted like other parameters.Through Lyapunov stability analysis, a sufficient criteria is established for achieving predefined-time bipartite tracking problem. Finally, numerical simulations are conducted to illustrate the effectiveness and performance of the developed methods.     

基于光敏电阻阵列的太阳自动跟踪系统设计

为了提高太阳能利用率,设计了一种基于物联网的太阳能自动跟踪系统,可以实现系统以不同的频率跟踪太阳,既提高了太阳能利用率,又减少了系统跟踪消耗的电能.本设计中传感装置结构简单,调节机构灵活性高,并且通过WiFi接入互联网,实现了该系统监测和不同工作模式的设置.经过测试和理论计算,该系统可以有效提高电池板的太阳能利用率.     

惯性参数大范围变化机械伺服系统鲁棒跟踪控制

机械伺服系统在执行不同任务时,要求能适应不同质量或惯量的工作负载.而工作负载的改变会导致伺服系统惯性参数的大范围变化,目前常见的运动控制方法,如PD控制,基于干扰观测器的鲁棒控制等,对上述情况表现为系统不稳定或跟踪性能变差.对上述问题,本文假定惯性参数变化范围已知,提出一种新型的非线性控制方法,用滑模技术实现了系统对惯性参数变化和外部扰动的鲁棒稳定性,和跟踪性能,引入边界层技术避免了控制切换产生的抖振现象.用Lyapunov直接法对系统的全局稳定性给出了证明,并分析了系统的暂态响应.以直流电机高精度位置伺服系统为例的仿真结果表明算法的有效性.     

Tracking in a class of nonminimum-phase systems with nonlinear internal dynamics via sliding mode control using method of system center

A method of asymptotic output tracking in a class of causal nonminimum-phase uncertain nonlinear systems is considered. Local asymptotic stability of output tracking-error dynamics are provided for the specified class of systems with the nonlinear hyperbolic at the origin internal dynamics forced by a reference output profile and external disturbances defined by a known linear exosystem. The nonlinear vector field of the internal dynamics is expanded in a power series, obtained at a selected operational point in the internal dynamics state space. The presented technique employs some linear algebraic methods and sliding mode control approach. The solution is a complete constructive algorithm.     

SLIDING MODE OUTPUT TRACKING WITH APPLICATION TO A MULTIVARIABLE HIGH TEMPERATURE FURNACE PROBLEM

The paper describes a theoretical framework for the design of a robust multivariable output tracking controller using sliding mode concepts. The approach assumes that only measured outputs are available and uses a sliding mode observer to reconstruct estimates of the internal system states for use in a full information sliding mode control law. This scheme is applied to a control problem associated with high temperature furnaces. The paper describes the synthesis of the proposed control scheme from design through to implementation on an industrial test facility. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

基于多DSP和FPGA的实时双模视频跟踪装置设计

提出了一种以多个DSP和FPGA为核心器件构成的视频检测与跟踪装置设计方案。该视频检测与跟踪装置,可利用电视图像或红外图像两个波段跟踪,采用形心跟踪和相关匹配跟踪两种模式来提高跟踪的置信,同时采用了去移动阴影算法和线性拟和外推预测方法去跟踪目标。     

移动小车的轨迹跟踪控制

对由运动学模型描述的二自由度移动小车的跟踪问题进行研究。利用终端滑动模态技术设计控制律,使得移动小车能在有限时间内完全跟踪转动速度不为零的期望轨迹。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于函数滑模控制器的机械手轨迹跟踪控制

提出一种基于函数滑模控制器(FSMC)的控制策略,用于不确定机械手的轨迹跟踪控制。首先,由动力学模型和滑模函数得到系统的不确定项;然后,利用RBF神经网络逼近系统不确定项,由于神经网络逼近存在误差,而且在初始阶段误差较大,设计函数滑模控制器和鲁棒补偿项对神经网络逼近误差进行补偿,以克服普通滑模控制器容易引起的抖振问题,同时提高系统的跟踪控制性能。基于李亚普诺夫理论证明了闭环系统的全局稳定性,仿真实验也验证了方法的有效性。     

非线性组合系统的鲁棒分散输出跟踪

研究一类具有结构不确定性的非线性相似组合系统的鲁棒分散输出跟踪控制问题。对于系统中的非匹配不确定性,利用参数摄动法设计出分散滑模控制器,使得跟踪误差收敛到零点的小邻域内。该邻域的半径可表示为设计参数的K类函数,并使系统的状态保持有界。仿真例子进一步验证了所提出设计方法的有效性。