三轴仿真转台系统模型建立及解耦控制研究

三轴仿真转台的惯性耦合、速度耦合及重力效应是影响仿真精度的主要因素.采用 MATLAB 中simulink 的仿真方法研究三轴仿真转台系统动力学模型以及解耦控制算法.运用多刚体系统运动理论和拉—欧方程建立了系统动力学模型,提出了一种二阶系统反馈解耦控制方法,利用该控制方法设计了三轴仿真转台的解耦控制器,运用 MATLAB 软件的仿真工具箱,对三轴仿真转台整个机电系统进行了系统仿真,结果证明所提出的解耦控制方法及所设计的解耦控制器的有效性和实用性.     

三轴仿真转台系统模型建立及解耦控制研究

三轴仿真转台的惯性耦合、速度耦合及重力效应是影响仿真精度的主要因素。采用MATLAB中simulink的仿真方法研究三轴仿真转台系统动力学模型以及解耦控制算法。运用多刚体系统运动理论和拉－欧方程建立了系统动力学模型，提出了一种二阶系统反馈解耦控制方法，利用该控制方法设计了三轴仿真转台的解耦控制器，运用MATLAB软件的仿真工具箱。对三轴仿真转台整个机电系统进行了系统仿真，结果证明所提出的解耦控制方法及所设计的解耦控制器的有效性和实用性。     

滚转弹的姿态解算研究

传统无控滚转弹存在射击准确度和射弹密集度较差的缺点,而通过飞行试验研究其姿态信息不具有可行性,针对滚转弹实现制导控制的要求,结合双轴测试转台和三轴陀螺组合,通过研究滚转弹绕质心运动学方程,给出了一种滚转弹姿态解算方法,并对该方法进行了软件仿真和半实物仿真试验验证.结果表明,研究的姿态解算方法,可以准确实时的解算出滚转弹在双轴复合运动条件下的姿态信息.     

RTX的三轴仿真转台实时控制软件设计与实现

本文以实际应用为背景,针对三轴仿真转台控制系统实时性,稳定性需求,研究了基于RTX的实时控制系统的设计和实现方法.依据RTX实时控制的基本原理,并根据转台控制系统要求,采用“Windows+RTX”综合软件平台,设计并实现了转台控制系统实时软件.实验证明,基于RTX的三轴仿真转台实时控制软件达到了系统的设计指标,实时性...     

宽频带多功能小型三轴转台结构设计

三轴转台是用于惯性元件测试、半实物仿真的复杂光机电设备,它的性能指标直接影响到空间飞行器和运载体的控制和导航精度.本文设计了一台宽频带多功能小型三轴转台,用于对MEMS惯组进行标定,同时可以仿真车载、弹载、机载等环境,另外还具有离心机和稳定平台等多种功能.首先,结合标定测试、环境模拟、离心机等多种功能要求,对三轴转台进行结构设计,建立了实体模型,将模型适当处理后导入Ansys进行动静态特性分析;然后针对转台带宽指标,对转台伺服系统进行了建模分析.分析结果表明,所设计的转台符合各项性能指标要求.     

基于捷联惯性导航的室内定位系统研究

基于捷联惯性导航的室内定位系统是综合运用MPU6050陀螺加速度计模块、HMC5983三轴电子指南针模块和蓝牙模块来实现定位. 系统以STM32单片机为控制核心,依此算出四元数和旋转矩阵,并利用卡尔曼滤波算法计算最优姿态角,在此基础上获取载体在导航坐标系中的运动加速度,通过对加速度的两次积分计算出载体在导航坐标系中的位置信息. 为了克服惯性导航固有的不可消除的积累误差,布设关键通信节点,采用局部蓝牙通信定位,并通过加权平均融合对位置信息做出修正,提高了定位系统的定位精度.     

基于扩展Kalman滤波的无人机位姿校正

无人机姿态控制问题是无人机稳定性飞行的关键,针对无人机在位姿参数不确定条件下制导控制器姿态定位精度不高的问题,提出了一种基于扩展Kalman滤波的无人机位姿校正方法,进行制导系统稳定性控制律设计.建立无人机飞行动力学模型,构建飞行弹道方程,分析无人机制导系统被控对象的约束参量,采用加速度计、陀螺计和磁力计进行位姿参量测量.考虑到位姿参数的不确定性,采用扩展Kalman滤波算法进行姿态参数的整定性处理,实现角度校正.将校正后的位姿参数输入模糊神经网络系统中,实现无人机制导控制律的优化设计.仿真结果表明,采用该方法进行无人机位姿校正和飞行制导控制,定姿精度较高、抗干扰能力较强,实现了飞行的稳定性控制.     

军转民推广技术

高速列车姿态测量及自主导航系统 技术开发单位 中国船舶重工集团公司河北汉光重工有限公司 技术简介 该高速列车姿态测量及自主导航系统主要用于高速列车自主导航及姿态、位置、速度、位移测量,可实时测量列车的运行姿态,车体相对转向架、轮轨之间的相对线位移参数等,并可通过数据分析确定预警信息,以及运用惯性导航技术实现高速列车自主导航.     

电力巡线无人机信息安全风险分析与防护

针对电力行业大量采用民用消费级无人机进行输电线路巡线可能存在的信息安全隐患展开风险分析.首先,结合无人机实时性要求高、通信链路不稳定、GPS导航信号易篡改和飞航路径需保密等特点,指出应用专业级无人机进行输电线路巡线需要解决的信息安全问题.接着提出无人机及地面控制系统中基于对称密钥的控制信号、航拍数据加密通信与存储、密钥分发机制和基于无人机惯性导航系统的虚构GPS信号综合评估与甄别方法,以及基于云安全的无人机恶意软件检测的加固措施,所提方法为专业级巡线无人机的信息安全提供保障.     

弹用捷联式惯性导航系统数值仿真

以某导弹规划航迹为对象,对捷联式惯性导航系统进行了数值仿真.通过规划航迹数据提取出弹体的比力和角速度信息,输入至惯性测量器件模型,以其输出激励导航计算模块,得到弹体的位置、速度、姿态角误差等导航数据,将其与规划航迹中相应的数据对比得到计算误差.同时由捷联式惯性导航系统的误差方程建立SIMULINK模型,给出了模型的仿真结果.对比计算误差与模型仿真结果,验证了捷联式惯导系统数值仿真的正确和有效性.     

输电线路无人机巡检系统的设计

为保证电力系统正常运行,必须对电网输电线路进行监测和巡检。设计一种输电线路无人机巡检系统,该系统由一个移动监测站、数个无人机飞行器以及后台上位机构成。该系统具有机动灵活、稳定性好、便于操控、传输实时准确等特点。系统通过自动导航或者人工定向控制的方法使用相机、红外设备等对输电线路进行信息采集,并实时传输到移动监测站及后台上位机。技术人员可以实时掌握输电线路的运行情况,及时排除运行缺陷及安全隐患。     

联邦卡尔曼滤波在水下航行器组合导航系统中的应用

为了提高水下航行器的导航定位精度,设计了以捷联式惯性导航系统、地形匹配、多普勒计程仪等构成的组合导航系统,建立了各子导航系统的误差模型,采用联邦滤波技术对水下组合导航进行信息融合,建立了水下组合导航系统的观测方程并进行了计算机仿真.仿真结果表明:使用联邦卡尔曼滤波技术进行信息融合提高了组合导航系统定位精度和定位可靠性,能满足水下航行器高精度和高可靠性的要求.     

高空长航时无人机导航系统研究

以高空长航时无人机为研究背景,从我国国情出发,对捷联惯性导航系统(SlNS)、全球定位系统(GPS)、"北斗"卫星导航系统(BDSNS)和大气数据系统(ADS)在高空长航时无人机导航系统中应用的可行性进行了分析,在此基础上提出基于自适应联邦滤波的SINS/GPS/BDSNS/ADS组合导航系统方案,建立了组合导航系统的状态方程和量测方程,给出了自适应联邦滤波算法,并设计开发了组合导航仿真系统.通过对GPS被关闭或限制使用等典型情况的计算机仿真,表明该系统具有较高的导航精度和良好的可靠性.     

MEMS惯性传感器融合的水平姿态解算方法

为获取惯性导航系统的姿态信息,针对MEMS惯性测量单元,设计了基于多传感器信息融合的水平姿态解算方案.在此基础上,提出了一种基于卡尔曼滤波的解决方案:利用陀螺仪测得的角速度更新前一步的姿态角,利用加速度计对重力矢量的观测修正陀螺仪给出的姿态角信息.设计了水平姿态解算试验平台以验证该算法,采用姿态航向参考系统AHRS500GA提供精确姿态角对解算结果进行对照,试验结果表明:在静态、动态条件下该算法均能准确地得到实时水平姿态角,其误差一般小于1°.     

基于模糊规则切换的转台伺服系统研究

以三轴转台伺服控制系统为研究对象,设计了一种基于模糊规则切换的模糊控制和模糊PID控制相结合的复合控制器.该控制器具有模糊控制超调量小、稳定性和鲁棒性好以及PID控制快速性、精度高的优点;基于模糊规则的切换保证了2种控制方法之间的平滑过渡,避免了阈值切换导致的系统不稳定.仿真结果表明,与传统PID控制相比,该复合控制方法能够有效提高三轴转台伺服控制系统的动态性能和鲁棒稳定性.     

无人机大气数据检测系统的设计

为提高无人机大气数据(高度、空速)检测速度,优化飞行控制性能,设计了基于GM8123芯片的快速数据检测系统.运用串口扩展技术完成三个异步串口数据的并行通讯,进而实现了对动压静压数据的同步采集和实时响应飞控计算机的校正命令.实验证明,该系统性能指标优于原有未采用串口扩展技术的检测系统,对于提高无人机大气数据检测的动态性能有较高实用价值.     

一种基于VINS/FINS组合导航方法

针对视觉惯性组合导航系统中微惯性器件精度偏低,以及足部惯性导航系统航向角误差可观测性差的问题,研究了一种基于上述两种系统的信息双向融合的导航定位方案. 该方法的系统结构由安装于双足步行机器人躯干部分的惯性导航系统和安装于其足部惯性导航系统两部分组成. 惯性导航系统通过视觉同时定位与地图构建数据融合方法可以获得相对准确的航向角,足部惯性导航系统利用零速修正后的位置信息实时修正惯性导航系统中的低精度惯性器件误差,从而构建视觉与惯性信息双向融合的组合导航系统结构. 实验结果表明,该组合导航方案可以有效提高双足步行机器人的航向精度和定位精度.     

饱和切换系统的滑模控制及在转台中的应用

应用饱和切换系统的滑模控制理论对转台控制系统进行了研究.在分析饱和切换系统理论的基础上,利用系统降维的方法设计了饱和切换系统的滑模函数,保证滑动模态渐进稳定及滑动运用具有良好的品质;并对饱和项采用自适应律处理后,设计了切换系统的滑模控制器使被控系统满足到达条件.最后,将该方法运用到伺服转台控制系统的设计当中并进行仿真,仿真结果表明该方法具有较好的动态性能及较强的鲁棒性.     

航天军转民数据库

卫星导航信号模拟器 所属单位 航天恒星科技有限公司 产品简介 该卫星导航信号模拟器可为全球导航卫星系统(GNSS)的开发和总装集成提供必要保障,包括对GNSS运行环境的仿真控制、重复测试,对实际卫星信号无法进行实验的系统误差和突发事件进行仿真等.其通过预装的数学仿真软件,实现了计算机与模拟器的实时交互控制,并可根据用户需求灵活设定测试场景,或根据使用需求设定导航终端位置、环境、运动状态等条件因素,再现测试场景的射频信号环境.     

低成本无人机载空地导弹姿态测量误差研究

框架式陀螺仪可显著降低空地导弹成本,然而陀螺误差问题制约了空地导弹对目标的捕获概率和制导精度。提出一种基于泰勒级数公式的陀螺误差补偿方法,详细分析了陀螺仪输出误差源,建立了无人机载空地导弹陀螺仪输出误差模型,推导了导弹姿态角与陀螺仪输出的数学关系式。通过陀螺仪在三轴转台上的半实物仿真试验,验证了所建立的陀螺误差模型正确性和有效性。提出的误差补偿方法可将无人机载空地导弹偏航姿态角误差和倾斜姿态角误差在20 s内分别控制在0.4°和1°以内,且补偿方法简单实用,已经在工程上得到了应用。