单神经元PID的三轴转台控制系统设计

三轴转台是检测和评价惯性导航与制导系统的主要测试设备,建立了三轴转台控制系统的数学模型和Simulink仿真模型,介绍了单神经元PID控制器的设计方法.仿真结果表明,用单神经元PID设计三轴转台控制系统,具有超调小、响应快、精度高、鲁棒性强等优点.     

基于谐波分析的捷联惯导系统加速度计组件标定技术

惯性器件误差是影响捷联惯性导航系统(SINS)精度的主要原因之一,任何由加速度计和陀螺构建的SINS在使用之前都须进行精确标校,以建立起惯性器件静态误差补偿模型。首先根据三轴加速度计组件的输出建立起加速度计输出模型;然后利用三角谐波的正交特性,设计了1 g重力场下的多位置转台翻滚试验,分离出加速度计组件的各项静态误差系数的解析表达式;最后,分析了由基准误差引入的参数标定误差。利用双轴位置转台对标定方法进行验证,结果证明此方法能够有效标定出三轴加速度计组件的刻度因数、交叉耦合系数和零位偏置,满足系统设计指标要求。     

基于FPGA的国产MSA009加速度计测试系统设计

针对国产MEMS加速度计MSA009的工作原理和输出特性,设计了一种测试系统,以Spartan Ⅱ系列的XC2S30为主控芯片,并结合外围电路搭建了测试系统;基于ISE 8.1平台,采用VHDL硬件描述语言实现了对A/D转换芯片和Flash的控制,完成了加速度计输出信号的实时采集与存储;利用高精度三轴位置速率转台对测试系统进行试验验证,并对所采集的数据进行分析处理;经试验论证,该测试系统实现了对MSA009加速度计的测试,具有良好的实用性、稳定性.     

多自由度转台与水泵试验设备

正我公司是国内转台的主要供货商,产品种类覆盖有单轴、两轴、三轴、五轴等多个自由度转台,可实现位置、速率、跟踪等多种运动方式。主要有:Fs系列飞行仿真转台;TS系列测试转台;TC系列天线罩/天线罩电性能测试转台。     

多自由度转台与水泵试验设备

正我公司是国内转台的主要供货商,产品种类覆盖有单轴、半轴、两轴、三轴、五轴等多个自由度转台,可实现位置、速率、跟踪等多种运动方式。主要有:FS系列飞行仿真转台:TS系列测试转台:TC系列天线罩/天线罩电性能测试转台。FS系列飞行仿真转台具有高精度     

直升机机载三轴速率陀螺校准技术研究

三轴速率陀螺组件是某型无人直升机飞控系统的重要部件之一,其速率精度直接影响飞机的性能,为此必须定期对其进行校准.为提高三轴速率陀螺的校准精度和效率,提出了一套基于单轴速率转台的半自动校准方法.设计了专门的校准工装,实现了被校三轴速率陀螺3个输出轴的快速切换;开发了校准系统软件,实现了校准数据的自动采集和处理,提高了速率校准效率.对校准结果的不确定度进行了分析评定,评定结果表明,提出的校准方法合理可行,具有较好的实用性.     

基于ARM的低成本微型捷联航姿系统设计

采用三轴MEMS加速度计和角速率陀螺以及微型磁通门传感器,以ARM处理器为核心构建微型捷联航姿系统硬件平台,运用捷联惯性导航理论及状态扩增Kalman滤波算法,实现了载体航向、俯仰和倾斜角度的测量和误差控制。在三轴无磁转台进行了航姿角度测试,结果表明,该航姿系统具有较高的角度稳定性和准确度,同时体积小、成本低,具有很好的工程应用前景。     

基于WebAccess的真三轴仪电气监控系统设计

基于网际组件WebAccess的真三轴仪远程控制实验系统采用基于浏览器的SCADA软件,通过WebAccess与ADAM5000模块间的通信,实现了真三轴仪的三个轴向伺服系统、水、气和温度系统的远程监控以及相应实验的实时分析.从而表明真三轴系统的远程实时在线监控采用WebAccess软件是可行的.     

基于DSP+FPGA架构的嵌入式运动控制平台设计

针对一体化转台控制所需的运动位置的高速采集与实时显示、多工作模式的运动轨迹和位置的实时控制以及远程控制的通信等要求,设计了一种基于DSP和FPGA的嵌入式运动控制平台.所设计的系统充分利用具有丰富外设资源和浮点运算能力的高性能DSP芯片作为主控制单元,并采用FPGA芯片Nios内核为协处理器实现良好的人机交互控制.实验结果表明,该系统具有高集成度、稳定等特点,已成功应用于一体化转台控制系统.     

多自由度转台与水泵试验设备

正我公司是国内转台主要供货商,产品种类覆盖有单轴、两轴、三轴、五轴FS50I M五轴等多个自由飞行模拟转台度转台,可实现位置、速率、跟踪等多种运动方式。主要有:FS系列飞行仿真转台;TS系列测试转台;TC系列天线罩/天线罩电性能测试转台。FS系列飞行仿真转台具有高精度、高动态、超低速、宽调速等特征,广泛用于飞机、导弹、卫星、舰船等运动体的仿真试验。     

Real-Time Implementation of GPS Aided Low-Cost Strapdown Inertial Navigation System

This work details the study, development, and experimental implementation of GPS aided strapdown inertial navigation system (INS) using commercial off-the-shelf low-cost inertial measurement unit (IMU). The data provided by the inertial navigation mechanization is fused with GPS measurements using loosely-coupled linear Kalman filter implemented with the aid of MPC555 microcontroller. The accuracy of the estimation when utilizing a low-cost inertial navigation system (INS) is limited by the accuracy of the sensors used and the mathematical modeling of INS and the aiding sensors’ errors. Therefore, the IMU data is fused with the GPS data to increase the accuracy of the integrated GPS/IMU system. The equations required for the local geographic frame mechanization are derived. The direction cosine matrix approach is selected to compute orientation angles and the unified mathematical framework is chosen for position/velocity algorithm computations. This selection resulted in significant reduction in mechanization errors. It is shown that the constructed GPS/IMU system is successfully implemented with an accurate and reliable performance.     

IMU标定数学建模及误差分析

惯性测量单元（IMU）标定路径设计和数据处理方法取决于IMU标定数学模型,安装误差是决定IMU标定模型的重要因素。针对工程中加速度计和陀螺相对载体安装方式的不同,提出一种通过坐标系转换矩阵建立IMU标定数学模型的方法,推导IMU标定模型误差与载体角速度和加速度之间的关系,分析IMU标定模型误差对捷联惯性导航系统导航参数的影响,并利用转台提供的位置信息设计IMU标定路径和数据处理方法。仿真和转台实验结果表明：IMU标定数学模型误差引起捷联惯性导航系统速度误差、位置误差和姿态误差;安装误差的表现形式决定了IMU标定模型误差对系统导航精度的影响。     

捷联惯导动态角精度实时测试评定技术

针对验收和使用捷联惯导过程中对其姿态角、姿态角速度精确动态测试及性能评估的需求,设计了角度和角速度精度评估模型,利用高精度三轴转台、电子水平仪和高精度陀螺寻北仪等标准设备构建了检测评估系统。该系统可自动操控转台为被测捷联惯导提供动态角度和角速度激励,模拟摇摆、加速、减速、静态、匀速多种工况,并实时采集转台和捷联惯导的姿态角和姿态角速度输出偏差,实现了对动态角精度进行实时评估。通过检测OCTANS角精度实验,证明了该方法实时有效,动态激励全面,检测精度高,为捷联惯导动态角精度的评估提供了工程实用的新途径。     

MEMS惯导在旋翼飞行器中导航性能的实验分析

GNSS/MEMS INS组合导航系统是四旋翼飞行器获取位置、速度、姿态的一种重要手段.由于电机转动、气流等因素的影响,旋翼飞行器会出现小幅度的高频抖动,INS机械编排更新率若要满足这一高频运动,将带来沉重的计算负担.在实测分析飞行器抖动特性的基础上,对比了IMU原始采样率不足和仅INS机械编排更新率不足对惯导性能的影响,并分析了四旋翼飞行器所需INS机械编排更新率的底限.实验表明,飞行器高频抖动条件下,由IMU原始采样过低导致的采样混叠会对MEMS惯导性能产生严重影响;但如果原始IMU采样率足够高,而通过求平均(或累加)降采样方法适当地降低机械编排更新率(本文实验条件下可降至20 Hz),则不会明显影响导航精度.本文工作为MEMS惯导用于旋翼飞行器导航提供了参考.     

多通道捷联惯组数据采集系统

作为惯性导航的重要组件,惯性器件通常由陀螺仪和加速度计组成．为完成对其性能的评价,需要研制专门的数据采集系统来实现对其的测试工作．传统的惯组数据采集由于体积庞大,技术更新困难,可靠性差等方面的原因,越来越难于满足当前的测试需要．随着FPGA技术的快速发展,使得惯组数据采集系统越来越小型化和简单化．通过选用XILINX公司的XC3S1000—4FT256I芯片,实现了将惯组输出的陀螺仪脉冲信号、加速度计脉冲信号和温度传感器信号直接输入给FPGA进行处理,完成了脉冲数据的采集．经过在两轴转台上的实际应用,通过对大量测试数据的比对与分析,发现用本系统测试的惯组数据,其稳定性指标与传统方法相比,提高了近1σ．     

基于双轴旋转框架捷联惯性组件快速标定方法研究

现场条件下惯组的标定精度及标定速度直接影响惯性导航系统的使用.基于双轴旋转框架的捷联惯组快速标定法,将带有旋转框架的惯组安装在载体上,只需一次通电后控制双轴框架合理转位,实现惯组误差参数的快速辨识.结果表明6位置快速标定法,可以满足捷联惯组现场标定精度要求且在30 min内即可完成惯组标定,尤其是降低了现场标定时对高精度三轴转台的依赖,极大地提高了器件测试的灵活性.     

惯性传感器技术及发展

论述了惯性传感器的发展过程和其在惯性导航系统中的地位 ,对新型惯性传感器 :壳体谐振陀螺仪、微机械电子系统惯性传感器、光纤陀螺仪的原理、性能和研究现状作了分析 ,最后指出了惯性传感器的发展方向。     

激光陀螺捷联惯导系统的误差参数标定方法

为降低激光陀螺捷联惯导系统误差参数标定对高精度转台的要求,在不精确对北和调平的情况下,综合分析北向基准误差、水平基准误差、转台轴正交度误差、角位置误差以及标定时间等诸多因素,考虑对称位置和整周期旋转等编排原则,改进了速率标定方案,标定出陀螺仪的标度因数和安装误差,同时提出了一种十二位置连续转动标定方法,标定出陀螺仪的零偏以及加速度计的误差参数项.实验结果表明,与传统方法相比,标定精度相当,降低了对标定转台的要求,减少了标定时间,有较高的工程应用价值.     

INS algorithm using quaternion model for low cost IMU

This paper presents a generic inertial navigation system (INS) error propagation model that does not rely on small misalignment angles assumption. The modelling uses quaternions in the computer frame approach. Based on this model, an INS algorithm is developed for low cost inertial measurement unit (IMU) to solve the initial attitudes uncertainty using in-motion alignment. The distribution approximation filter (DAF) is used to implement the non-linear data fusion algorithm.     

Constant-round zero-knowledge proofs of knowledge with strict polynomial-time extractors for NP

Barak and Lindell showed that there exist constant-round zero-knowledge arguments of knowledge with strict polynomial-time extractors.This leaves the open problem of whether it is possible to obtain an analogous result regarding constant-round zero-knowledge proofs of knowledge for NP.This paper focuses on this problem and gives a positive answer by presenting a construction of constant-round zero-knowledge proofs of knowledge with strict polynomial-time extractors for NP.