里程仪刻度因子的动态标校

为进一步提高车载导航系统的定位精度,文中研究了SINS/里程仪组合中的刻度因子动态标校,推导了组合系统卡尔曼滤波方程并进行系统仿真.结果表明,该组合系统经过里程仪刻度系数误差动态标校后,里程仪刻度系数误差可从10-2提高到10-4量级,提高里程仪测量精度的同时,组合系统的定位精度也得到了提高.     

联邦卡尔曼滤波在捷联惯导/全球定位/里程仪组合系统中的优化设计

基于Carlson提出的联邦卡尔曼滤波理论的原理和特点,建立了SINS/GPS/OD组合导航系统的数学模型,设计了组合系统的联邦滤波算法,并使用MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果证明了联邦滤波器在组合导航系统应用中的可行性和优越性,该算法计算量小、容错性好,能实现较高的精度.     

非线性跟踪-微分器在载波相位测速中的应用

针对传统微分器存在噪声放大和时延问题构造的非线性跟踪-微分器.通过离散的载波相位观测量提取载波相位率,并利用跟踪-微分器输出的二阶微分,采取预报的方法进行时延补偿.仿真及车载实验结果表明,该非线性跟踪-微分器能准确快速地跟踪微分信号,对噪声抑制作用良好,时延补偿效果明显,可提高速度测量精度.     

跟踪微分算法在半捷联稳定平台中的应用研究

以半捷联稳定平台技术研究为背景,分析了快速准确获得导引头角速度的重要性,介绍了跟踪微分算法的工作原理,通过数学仿真和导引头平台实验,将经典微分算法、跟踪微分算法的输出信号相比较,并将跟踪微分器输出信号与速率陀螺输出信号进行对比。结果表明,跟踪微分算法具有良好的微分和抗干扰能力,可行性较强。     

一种基于跟踪微分器的机动目标跟踪算法

提出了一种基于跟踪微分器（TD）的目标跟踪算法，该算法由跟踪微分器和序贯相似性匹配算法（SSDA）组成。假设目标在视频图像序列第一帧中的位置已知，使用跟踪微分器，可以预测出目标在下一帧图像中的位置，然后再使用SSDA算法，在预测位置的邻域内进行搜索，从而获得目标的准确位置。仿真实验证明基于跟踪微分器的模板匹配算法减少了搜索位置，提高了算法的效率，同时也克服了传统的卡尔曼滤波需要目标运动模型已知的缺点。     

基于跟踪微分器和负载观测器的伺服系统优化

针对常规三环式伺服系统抗扰性较弱、跟踪精度差等不足,借助跟踪微分器和负载观测器对常规伺服系统进行优化设计.利用自抗扰控制技术中的跟踪微分器单元来规划运动轨迹和获取负载突变信息,同时引入负载观测器进行慢速的负载波动的观测.实验结果表明:新设计伺服系统的抗扰性得到了很大改善,在提高跟踪精度、减小机械冲击等方面也取得了更好效果.     

基于跟踪微分器的自行高炮分数阶控制

针对自行高炮位置伺服系统跟踪速度要求高、射击时干扰强、跟踪精度对信号噪声敏感的特点,提出了一种基于跟踪微分器的分数阶控制律的改进方案。通过合理的假设和近似,建立了自行高炮位置伺服系统的饱和非线性模型;在此基础上设计了主令和反馈通道上的跟踪微分器,以滤除信号噪声得到工程实用的微分信号;再经由分数阶 PID 控制器得到控制量,以增加系统带宽。比较分析了设计的控制律与传统整数阶 PID 控制器在伺服跟踪和冲击力矩干扰下的控制效果。仿真结果表明,采用提出的方法能提高自行高炮响应速度和增加系统带宽,有效抑制噪声信号和外部力矩干扰。     

捷联惯性/里程仪组合定位定向系统方案设计及仿真计算

针对车载定位定向系统中存在的缺陷,设计了一种新的车载定位系统。完成了由低成本、高可靠性的捷联惯性参考系统与高分辨率里程仪组成的捷联惯性／里程仪组合定位、定向系统的方案设计及仿真计算。仿真结果表明,系统对姿态角、航向角等误差具有极高的在线对准及标定精度。组合系统无需停车,可进行零速校正。     

基于跟踪微分器的单天线DGPS定向测姿方法研究

设计了基于跟踪微分器的单天线DGPS定向测姿方法,构造基于积分方法的跟踪微分器,并将其用于DGPS速度的滤波和微分处理,从而得到较精确的速度和加速度信息,通过对载体运动模型的分析和数学推导,得到计算载体姿态的方法。最后,给出了该方法在车载系统中的仿真,结果表明该方法可以提供有效的姿态信息,可以成为常规姿态测量系统的备份。     

基于跟踪微分器的高超声速飞行器反演控制

针对高超声速飞行器不确定模型,设计了一种基于跟踪微分器的反演控制器.引入跟踪微分器,在存在量测噪声的情况下,对弹道角和攻角进行有效重构.分别设计了基于动态逆的速度控制器和基于反演的高度控制器,并利用跟踪微分器解决了"项数膨胀"问题.为了保证控制器对模型参数摄动的强鲁棒性,设计了一种新型干扰观测器.仿真结果表明,所设计控制器鲁棒性强,并可提供良好的跟踪效果.     

用跟踪微分器实现机器人自抗扰控制

建立基于干扰估计的机器人非线性反馈控制系统并证明其稳定性,在此基础上提出一种 适用于机器人跟踪控制的新型自抗扰控制器。该控制器不需实时计算复杂的机器人动态模型,由两个跟踪微分器(TD)构成：一个用于安排系统的过渡过程;另一个用来估计速度和加速度,TD的滤波特性使其对量测噪声具有抑制作用。由被控对象的控制量与所估计加速度的反馈构成的“扩张状态”来自动检测系统模型和外扰的实时作用并实时进行动态补偿。除了和以往的自抗扰控制器一样具有很好的适应能力和很强的鲁棒性外,它还具有需整定参数少的特点。仿真结果表明,该控制器是有效的且具有很强的鲁棒性,而且系统响应快且超调小。     

里程计辅助的 SINS 行进间对准方法

为实现车载捷联惯导系统在行驶条件下的初始对准,提高车载武器系统的机动能力,提出一种里程计辅 助的捷联惯导系统行进间自主式对准方法。通过推导载体坐标系下的速度积分方程,利用姿态矩阵的链式法则,将 惯导初始对准转化为初始姿态的最优确定问题,进而采用 QUEST 算法求取初始姿态矩阵,并给出了算法的离散化递 推模型,实现了导航前一刻的行进间自主对准。仿真结果表明：该算法在无需任何先验姿态信息的条件下,能实现 捷联惯导系统的行进间快速高精度对准。     

霍尔里程计的设计与研制

为解决GPS短时间信号失锁所造成的导航精度下降问题,基于霍尔开关的原理和特点,设计与构建车载霍尔里程计。根据对象齿轮的参数并结合磁路设计的仿真优化结果,对磁钢外形和磁通量进行优化设计,确定磁铁规格尺寸的选型。基于霍尔效应及感应理论和技术,采用磁场有限元软件对磁场扰动进行仿真。优化结果表明：在小于4mm的距离范围内,磁场扰动量均能得到有效识别,提高车辆行驶里程计算的准确性,使得霍尔里程计的抗电磁干扰及抗温漂能力大大提高。     

里程仪故障检测的小波多分辨分析方法

针对车辆滑动等情况下里程仪故障的特点，研究了采用小波多分辨分析的里程仪故障检测方法，并进行了实验数据分析。结果表明，经多分辨分析重构的信号可以很好地揭示原信号的奇异性，从而判断出里程仪的故障点。该方法不需要进行数据建模，而且具有一定的鲁棒性，适用性强，对难以建立解析数学模型的诊断对象非常有效。     

Rough Sets Probabilistic Data Association Algorithm and its Application in Multi-target Tracking

A rough set probabilisfic data association （RS-PDA） algofitlml is proposed for reducing the complexity and time consumption of data association and enhancing the accuracy of tracking results in multi-target tracking appiication. In this new algorithm, the measurenlents lying in the intersection of two or more validation regions are allocated to the conesponding targets through rough set theory, and the multi-target tracking problem is transformed into a single target tracking after the classification of measurenaents lying in the intersection region. Severed typical multi-target tracking applications are given. The simulation results show that the algorithm can not ouly reduce the complexity and time consumption but also enhance the accuracy and stability of the tracking results.     

两点式数据关联算法在多目标跟踪中的应用

针对联合概率数据关联算法在计算量上的组合爆炸问题,引入了一种新的基于线性规划的两点式数据关联算法。在分析新算法基本原理的前提下,将其性能与传统的联合概率数据关联算法进行了比较,从理论上证明了该算法是一种全新的关联算法j并将两点式数据关联算法应用到多目标跟踪中,通过仿真验证了新算法在数据关联精度及运行时间方面优于传统算法。     

光电跟踪系统前馈速度求解方法

针对脱靶量滞后引起系统误差导致光电跟踪系统不能准确测距的问题,提出了加入前馈速度提高跟踪系统无差度的复合控制策略;以等效正弦和目标模拟航路为仿真模型,通过基于最小二乘的多项拟合算法对目标航迹实时预测以及跟踪微分器或差分低通滤波器求解目标前馈速度,对前馈速度求解算法进行了软件仿真,仿真结果表明：航迹误差与前馈速度误差均满足实际系统要求;将此算法应用于某型光电跟踪系统,在外场试验中对特定目标的稳定最大跟踪误差在0．4 m以内。