北斗弱信号快收敛载波跟踪算法

针对传统载波跟踪环路对弱信号跟踪误差较大的问题,提出了线性卡尔曼滤波器载波跟踪算法,算法以载波相位差作为状态量,以鉴相器的输出作为观测量,将原增益矩阵与跟踪项相加作为线性卡尔曼滤波的增益矩阵.仿真实验结果表明,在信噪比为-30 dB时,快速收敛算法仍能保持对信号的跟踪,而传统算法已经失锁,相对于传统载波跟踪算法,快速收敛的卡尔曼载波跟踪算法能够有效提高跟踪的精度,并且收敛速度较快.     

基于降阶模型的GPS/PINS组合导航半实物仿真研究

文中基于卡尔曼滤波器降阶模型．设计了GPS／PINS实时组合导航跑车试验系统。跑车试验过程中实时采集GPS的位置和速度信息以及平台惯组的加速度和姿态角等信息．进行滤波解算，实时输出解算结果。试验结果表明．基于降阶模型的组合导航系统可以满意的完成导航任务。     

改进的被动跟踪用扩展的卡尔曼滤波器设计

此处改进扩展的卡尔曼滤波器的目的,是利用取自运动平台的测位数据,来估算固定目标坐标。这种改进的滤波器有效地改善了数据搜集初始时的目标坐标估值精度,而在其他情况下,其特性就远不是最优的。改进是针对非线性部分,并且在某些情况下,能够应用引入一振幅随时间而衰减的高频颤动信号来完成,该信号在扩展的卡尔曼滤波器中加在输出非线性之前。利用这种方法,扩展的卡尔曼滤波器还可以在改善非线性设计和选择适宜的坐标基点时给出李亚普诺夫函数衰减率的界限。     

基于LMI的雷达稳定伺服系统动态输出反馈H_∞控制

为提高雷达稳定伺服系统的动态性能和抗干扰能力,基于线性矩阵不等式(LMI)设计了速度环动态输出反馈H∞控制器。对于不同幅值和频率的信号开展了阶跃响应和抗扰性能的Matlab仿真实验。结果表明,与传统PID控制器相比,采用这种输出反馈H∞控制器的伺服系统速度环阶跃响应动态性能优越;对不同频率的载体扰动信号情况下,隔离度均显著提高。提出的输出反馈H∞控制器阶次低,不存在输出饱和问题,便于物理实现。     

基于SDC的角位置检测在火炮伺服系统中的应用

在计算机控制的数字伺服系统中，采用集成ZSZ—01系列的自整角机-数字转换器（SDC）实现模拟量信号到控制系统数字量的转换。SDC输出的模拟速度信号VEL还可以作为速度反馈信号以构成火炮伺服系统中的速度回路。ZSZ—01利用模拟速度电压输出端VEL来进行轴角转动的方向判别。利用一台自整角机和一个SDC模块可组成一个轴角编码装置，完成轴角的数字检测。该检测装置在某型火炮伺服系统中得到了应用。     

一种快速跟踪机动目标的并行算法

针对机动目标的跟踪问题,采用一种完全解耦的卡尔曼滤波跟踪算法,即速度滤波器和加速度滤波器并行独立运算,加速度滤波器的输出用于校正速度滤波器的结果。根据探测到的目标机动性情况,加速度滤波器可实时切换。降低了滤波维数,从而使计算量和存贮量减少,提高实时性。仿真结果表明,该算法具有很好的跟踪性能。     

光电跟踪伺服系统的位置超前抑制法

为提高光电跟踪伺服系统的跟踪精度,满足现代航空、航天的需要,在基于速度滞后补偿、加速度滞后补偿原理的基础上,提出了一种适合于跟踪快速运动目标的位置超前抑制方法。并分析了位置超前抑制参数对伺服系统跟踪精度的影响,确定了参数选取原则。在光电跟踪伺服系统的仿真实验中,将其与前馈内模控制技术相结合,大幅度的减小了跟踪误差,有效的提高了系统的跟踪精度。     

模拟弹体内IMU输出与卡尔曼滤波研究

IMU在地面系下的投影,通过转换矩阵转换为弹体系下的输出,再考虑到惯性器件常值误差﹑白噪声与随机误差的影响,即可模拟IMU在弹体内的输出.当地面系下的投影为静态或动态时,可分别模拟弹体内IMU在初始对准时的输出和在飞行过程中的输出.对该信号进行卡尔曼滤波,根据信号的特性调整滤波参数,进而提高滤波效果.这将有助于解决卡尔曼滤波器在实际应用中估计误差增大和滤波发散等问题.     

基于人工神经网络的电液伺服系统加速度谐波辨识

对于电液伺服系统,由于系统非线性因素的存在,当正弦信号输入时,系统加速度输出中出现高次谐波,使加速度信号严重谐波失真。提出了基于人工神经网络(ANN)的谐波辨识方法,该方法利用Adaline神经网络在线辨识信号中各次谐波的幅值和相位,用实际加速度输出与辨识得到的加速度信号间的误差,通过LMS算法来调整Adaline神经网络的权值,从而利用权值计算各次谐波的幅值和相位。通过大量仿真试验证实,这种方法能快速有效精确地在线辨识各次谐波信号。     

轮式电传动装甲车辆车速估计

为实现轮毂电机驱动装甲车辆车速估计,在融合纵向加速度信号、转向盘转角信号和8个车轮转速信号等多信息源基础上,结合车辆动力学模型,以纵向加速度和轮速为观测变量,以加速度和车速为状态变量,设计车速估计卡尔曼滤波器。通过试验数据分析8轮轮速与实际车速的关系,优化轮速观测量输入信号。利用方向盘转角信号和加速度信号,实时调节过程噪声和观测噪声,得到了准确可靠的车速估计;并利用实时仿真系统进行了验证。     

陀螺稳定平台伺服回路的变结构控制

针对陀螺稳定平台伺服回路模型, 设计了基于角加速度信号反馈的变结构控制器.理论及仿真研究结果表明, 变结构控制系统对平台受到的扰动力矩及参数变化具有完全的自适应性, 并可有效地克服变结构控制器的抖动性对系统的不利影响.由于系统设计从实际对象模型出发, 且控制算法简单、易实现, 可望获得工程应用.     

火箭炮位置伺服系统自抗扰控制

针对火箭炮发射时燃气流冲击干扰强和系统参数变化大的特点,以含有速度闭环的实际伺服系统为对象,建立系统模型并进行频域分析,建立了系统的低频和中频近似模型,并在此基础上分别设计了火箭炮位置伺服系统2阶和3阶线性扩张状态观测器及相应的自抗扰控制律,估计系统未建模干扰并在控制输入中予以补偿。比较分析了设计的自抗扰控制律和传统PID控制在伺服跟踪和燃气流冲击干扰下的控制效果。仿真结果表明,火箭炮伺服系统采用提出的控制方法能有效提高跟踪精度,充分抑制燃气流冲击干扰引起的发射平台振动,保证后续射弹命中精度。     

光电稳定平台伺服机构低速及稳定性能控制方法研究

由于光电稳定平台伺服机构中不可避免地存在转矩扰动,传统控制方法难以对其补偿达到满意性能,针对此问题,提出一种状态扩展Kalman滤波算法。结合前馈控制提升伺服带宽,实现伺服机构低速平稳性和稳定精度的优化;为验证该算法的有效性,对采用直驱、谐波传动以及摆线针轮行星传动的光电伺服机构开展了多组控制性能实验对比。实验结果表明,相比于传统控制方法,所提控制算法能够更为有效地补偿转矩扰动,显著提升光电伺服机构的低速平稳性及稳定性能。     

一种抗海浪扰动实时控制信号滤波方法

为了克服伺服控制系统中滤波效果与系统相位裕度不能兼顾,消除高频噪声会损失有用低频信号的问题,以卡尔曼滤波算法为基础,提出了一种抗海浪用实时控制信号滤波方法,该方法运用状态空间法描述系统,采用2阶自回归模型计算系统参数,以递推算法实现计算机实时处理,从而达到大幅降低信号高频噪声,抑制陀螺漂移,提取有用信号的目的。仿真结果表明,该滤波方法简单,实现方便,抑制性好,可有效减小系统的相位损失,消除了高频干扰,对提高系统带宽与系统开环增益有很大贡献。     

步长参数对电液伺服振动台加速度谐波抑制的影响

电液伺服振动台存在非线性现象,导致系统作正弦振动时,其加速度响应信号中出现高次谐波,使加速度波形失真。利用LMS自适应滤波算法,提出自适应谐波抑制算法。通过对参考信号的自适应滤波作用,得到谐波抑制信号,并加入到系统输入信号中,从而抑制加速度响应信号中的谐波。从谐波抑制试验结果上看,自适应滤波器的步长参数对谐波抑制算法的收敛速率影响较大。从LMS自适应滤波算法本身出发,分析了导致这种影响的原因。     

随动系统调试检测平台的设计与实现

随动系统调试检测平台,由积木式试验台架和检测分析装置组合而成。检测分析装置包括:电机测试系统、伺服控制系统调试分析计算机等检测器件组成。该平台对由伺服驱动器与高低/方位伺服电机构成的高低/方位速度控制环(内环)和由该速度控制环与随动控制箱、高低/方位传信仪构成的位置控制环(外环)进行仿真模拟试验,通过选择内外环调节参数使调炮的最大速度,最低速度,最大加速度,调炮精度,满足战技指标要求。     

实战背景条件下舰炮随动系统靶场仿真试验研究

对舰炮随动系统控制信号进行了分析,采用目标现在点坐标作为火控系统射击诸元对舰炮随动系统输入控制信号进行仿真;对负载扰动力矩进行了系统分析,提出了简化的扰动力矩模型,解决了舰炮在射击、摇摆等状态下扰动力矩及转动惯量的模拟问题。该方法以舰炮随动系统作战使用环境为基础,对舰炮随动系统输入端控制信号及输出端负载扰动信号进行了全面仿真、模拟,使仿真试验更接近实战状态,提高了仿真试验的有效性。     

自行火炮随动系统性能原位检测设备研制

针对新型自行火炮随动系统性能的快速检测需求,研制了一种原位检测设备。该设备不仅可以自动检测随动系统的电源、控制、反馈和连锁信号,而且能够自动输入激励信号,通过高精度数字式轴角变换器同步采集高低和方位角传感器输出的位置信息,经过数据分析处理后,可获得系统调速性能、调炮精度和调炮时间等性能指标。     

惯性稳定平台的扰动观测器/不完全微分PID复合控制

为提高惯性稳定平台控制系统的稳态性能,提出了一种扰动观测器与不完全微分PID相结合的复合控制算法。利用扰动观测器将控制系统中存在的外部扰动观测出来并补偿到原系统中,在增强系统扰动抑制能力、提高鲁棒性的同时,提高系统稳定精度。仿真结果表明:扰动观测器/不完全微分PID复合控制算法可显著改善惯性稳定平台的稳态性能,对比于常规PID校正方法,复合控制方法不仅提高了系统的响应速度,而且显著提高系统的扰动抑制能力,提高稳定精度。     

基于加速度测量的高超声速飞行器抗干扰控制

针对吸气式高超声速飞行器气动特性复杂且不确定性强的特点,提出了一种基于加速度测量信号,包括内、外双回路设计的反步抗干扰控制方案。外回路在反步法中引入传感器所测加速度信号,并设计非线性干扰观测器对复合干扰进行观测与补偿;内回路设计采用基于奇异摄动理论的动态逆方法,利用Lyapunov理论证明了系统的一致最终有界。该控制方案均基于传感器可以直接测得的信号构成控制,对气动参数不确定鲁棒性强,且通过干扰观测进一步提高系统抗干扰能力。仿真结果表明,反步抗干扰控制方案在强不确定性与外部干扰条件下,可获得理想的控制效果。