捷联惯导寻北中卡尔曼滤波器的设计

针对捷联惯性寻北系统无转动机构、算法简单,但对陀螺精度要求高的特点,提出了应用于车载捷联寻北系统的卡尔曼滤波器,通过卡尔曼滤波器提高系统寻北精度。首先建立陀螺信号的自回归时间序列模型,然后对陀螺数据进行卡尔曼滤波处理,并进行仿真试验验证。结果表明,设计的卡尔曼滤波器滤波效果显著,陀螺信号噪声得到了明显抑制,有效提高了寻北精度,验证了捷联惯性单位置寻北法的工程可行性。     

采用动调陀螺的捷联寻北仪误差分析

目的分析采用动调陀螺(DTG)的捷联式寻北仪的详细误差模型,为寻北仪的设计、生产和调试提供依据.方法确定采用这种方案的寻北仪所存在的各种误差源,并分别求出各个误差源对寻北结果影响的详细公式.结果与结论通过以上分析,针对各个不同的误差源对寻北结果的不同影响选用相应的处理方法,减小寻北误差,制造出了符合用户使用要求的寻北仪.     

五轴台垂直度、相交度、对准误差的测试方法

为测量五轴台的轴线垂直度、相交度以及对准误差,首先介绍了用水平仪测量非整周回转竖直轴系铅垂度的测试原理,及利用经纬仪将回转轴线引出的原理.在测量了三轴转台偏航轴、双轴转台偏航轴的铅垂度基础上,通过安装调整经纬仪的位姿,建立固联在经纬仪上的基准坐标系.在三轴转台的俯仰轴端安装十字靶标A、B,滚转轴端安装靶标C、D,在双轴转台的俯仰轴端安装靶标E、F.利用经纬仪将这3条轴的轴线分别引出.在三轴转台和双轴转台偏航轴端安装细丝S3和S2,用经纬仪将两偏航轴轴线某点引出.最后根据引出的3条轴线与两偏航轴轴线上两点,得出了五轴台的垂直度、相交度和对准误差.最后对垂直度、相交度、对准的测试误差进行了相应的误差分析,证明本测试方法能够满足精度要求.     

变采样周期方法在捷联寻北系统中的应用

为了在保证寻北精度的基础上缩短寻北时间,根据捷联寻北系统的工作原理及工程实践,在传统的固定采样周期的基础上,设计了一种变周期采样方法。该方法以每个测量位置的动调陀螺的采样方差为基准,设定采样周期,在保证每个测量位置采样精度的同时,缩短采样周期,进而缩短整个寻北时间,避免了定周期采样时寻北时间和寻北精度之间的矛盾。实验结果表明,在保证寻北精度（小于30″）的前提下,寻北时间从4.5min缩短到3.5min以内,有效地提高了寻北效率。     

大型汽轮发电机组轴系扭振模拟实验台的优化研究

本文将优化理论应用于大型汽轮发电机组轴系扭振的研究,提出了一种优化建模方法。应用此方法对汽轮发电机组轴系扭振模拟实验台进行优化,可以保证模拟实验台的扭振特性与实际机组相一致。本文对南非柯柏格(koeberg)电站的汽轮发电机组轴系扭振模拟实验台进行了优化,结果表明本文的优化实验台在保证机组的扭振固有特性和动态特性方面优于文献的实验台。     

煤炭运输车车载导航系统中GPS数据的采集与处理

为了提高煤炭物流运输控制的精确度,使大宗煤炭商品高效运输,需对煤炭运输车的具体路线进行导引,在每台煤炭运输车上安装GPS车载导航系统.主要讨论了一种车载GPS导航系统的功能分析与总体设计方案,完成了车载导航系统的数据采集和处理模块的软硬件设计.     

机械设计中轴系结构方案的设计与研究

在了解了轴系结构设计的目的和思路后,在轴系设计的基础上选择几种常用的传动方案进行设计与分析,并列出轴系结构设计方案的结果,这些方案具有一定的代表性,能增强机械设计教学内容的丰富多样性。     

具有解析快速寻北功能的平台系统工作及组成原理

介绍了一种基于解析方法的快速寻北原理，提出了利用原有的平台罗经结构静态水平状态下北向方位角的测量方法，给出基于原平台罗经结构框图，在HP6平台罗经上的原理性实验中取得了令人满意的效果，利用该方法，可将原来平台罗经快速找北时间由半小时缩到3－5min，具有较高的实用价值。     

船舶轴系横向振动的模拟实验与分析

在船舶轴系试验台上对两种轴系布置方案进行了轴系横向振动实验.自由振动的实验与分析表明尾轴填料函有一定支撑作用,对轴系的横向振动有影响.受迫振动的实验指出:除“螺旋浆叶频”外还有另外的共振转速.对轴心轨迹的研究表明:由于轴承的支撑刚度是各向异性的,存在多个一阶共振转速.由功率谱阵图可获得轴系的“基频”等有用信息.     

有轴系子系统结构与控制

本文根据快速控制反射镜系统的特点,结合了传统的方法提出了一种新的有轴系子系统结构,来提高快速高精度跟踪技术,从理论方案到实验模型详细做了分析.     

Research on identifying the dynamic error model of strapdown gyro on 3-axis turntable

Gyro calibration technology is the key technologyin enhancing navigation system accuracy[1~4].The in-ertial unit in the strapdown inertial navigation system ismounted on the space vehicle directly;its dynamic er-rors are the main error sources of the strapdown inertialnavigation system.Gyros are the angular velocity sen-sors and key unit in the strapdown inertial system.Therefore establishing the dynamic error model of gyroand identifying the error model coefficients are of greatimportance for…     

精密测试转台测角系统研究

针对精密测试转台在转动状态下,鉴相式测角系统准确获取角度的关键技术问题,研究了定时测角和定角计时两种工作方式,提出了基于相敏解调原理的间接测角方法,解决了转台在高速状态下速率精度和平稳性的精密测试问题,经长期使用验证该方法稳定可靠,满足精密测试转台的需求.     

星载激光通信终端轴承预紧力及加载结构研究

星载激光通信终端通过方位、俯仰轴系的运动实现目标跟踪。轴系回转精度是二维转台实现良好工作的前提。通过对角接触球轴承模拟分析,确定卫星发射以及在轨运行时转台轴承的最优预紧力大小,通过轴承预加载结构实现轴承从高预紧状态过渡到轴承低预紧状态,解决了传统固定式预紧力不能同时满足两种工况的难题,即发射时大预紧力满足高刚度与基频,在轨运行时低预紧力以降低平均摩擦,扭矩噪音以及轴承接触应力。     

弹簧展开铰链锁定冲击及减小冲击方法

为减小空间可展开机构中弹簧展开铰链应用时易产生的冲击,通过拉格朗日方程与赫兹方程,提出铰链展开末端的冲击加速度和冲击力矩的计算方法,分析影响冲击力矩大小的主要因素,首次从组合机构的角度,提出间歇性运动机构和耗能型机构两种降低弹簧展开铰链展开末端冲击的设计方案,从能量的角度讨论两种机构减小铰链冲击方法的作用效果.对两种降低铰链冲击的机构进行三维建模,并对模型进行仿真验证.仿真结果表明:间歇性运动机构和耗能型机构分别可以使冲击力矩减少约90%和31%.研制两种低冲击铰链机构样机,并进行试验和测试,冲击加速度测量结果表明,间歇性运动机构和耗能型机构可以分别使铰链展开末端冲击速度降低约95%和40%.     

一种天线相位中心偏差自动测量系统

采用先进微机电系统MEMS(Micro Electromechanical System)惯导技术、ARM(Advanced RISC Machine)处理器嵌入式技术、Wi-Fi无线传输技术、高稳定性的电机传动技术和高效电源管理技术等,设计了一款基线场测试设备,实现了基线场天线相位中心偏差的自动测量和高精度指北功能.测试结果表明：该系统的旋转精度误差在0.1°以内,指北精度误差在1°以内,具有测试精度高、测试效率高、测试自动化程度高等优点,解决了传统测试方法过程中自动化程度低、无法自动寻北的难题.该系统集成在35 cm×30 cm×30 cm的手提箱内,质量不到10 kg,使用简单、维护成本低,具有较高的经济效益和社会效益.     

中国大陆GPS连续站时间序列噪声分析

GPS位置时间序列中不仅存在白噪声,还存在大量的闪烁噪声。如果只使用纯白噪声的协方差矩阵来估计速度,速度的不确定性会被严重低估。利用频谱分析和极大似然估计的方法对中国大陆地壳运动观测网络的264个GPS连续站长达20 a的GPS坐标时间序列进行了噪声分析,并计算出每个测站速度的不确定性。结果表明东、北及垂直方向上呈现了不同的噪声特性。频谱分析估计的光谱指数高于极大似然估计的指数,但均在−1附近,表明主要的噪声模型是白噪声加闪烁噪声。使用不同的噪声模型计算的速度不确定性存在较大差异,在东、北及垂直方向上,最优噪声模型计算的速度不确定性分别是只使用白噪声模型的(11.5±2.1)倍、(12.9±2.9)倍和(14.8±3.7)倍。利用极大似然估计方法与FOGMEx方法所计算的速度差距不大,在东、北及垂直方向上,利用极大似然估计方法所计算的速度不确定性分别是FOGMEx方法的(2.8±1.5)倍、(1.5±0.7)倍和(3.5±2.8)倍。     

对Chang等人的消息可恢复式签名方案的安全性分析

最近,C.C.Chang和Y.F.Chang提出了一个具有消息可恢复功能的数字签名方案,为提高运算效率,该方案摈弃了传统方案中所需要的单向hash函数和用于检验被恢复消息正确性的消息冗余方案．然而,通过密码学分析发现,正是由于缺少了单向hash函数和消息冗余方案,使得该签名方案并不像作者所宣称的那样是安全的．该文针对该方案给出两类伪造攻击,使得任意攻击者能够通过随机参数的选择而伪造可受攻击者控制的消息的有效签名．从而证明了Chang等人的签名方案不具备不可伪造性．     

Dynamic error research and application of an angular measuring system belonging to a high precision excursion test turntable

Highly precise angular measuring systems arewidely used in navigation,positioning and satellitictracking of national defense technology.The angularmeasuring system is the most important component of aservo turntable in inertial test apparatus.Its function…     

主动悬架 LQG 控制与模糊 PID 控制的比较研究

为了解决主动悬架系统控制问题,建立了1／2车辆主动悬架系统动力学模型,并设计了两种应用于主动悬架的控制器：LQG控制器和模糊PID控制器。 LQG控制器以车身垂向加速度、俯仰角加速度、悬架动挠度、轮胎动位移和悬架控制力作为其性能评价指标。模糊PID控制器将PID控制器与模糊控制器并联,采用了双模糊控制,分别以质心速度及其变化率和俯仰角速度及其变化率作为前、后悬架模糊控制器的两个输入;输出分别为前、后悬架的控制力。将分别应用这两种控制器的主动悬架在Simulink中仿真,结果表明两种控制器均能很好地改善汽车平顺性和乘坐舒适性。通过对两种控制的综合比较,模糊PID控制更具有实用性。     

新型扭转振动工具动力学模型与降黏特性

在油气开采过程中，随着钻井深度的增加，岩石硬度加大，井下摩擦阻力较大，钻柱系统易发生粘滑振动，这将导致部件过早发生故障，钻井作业效率低下，因此对于粘滑控制技术的研究具有重要意义。结合钻井过程中的实际工况，提出了一种新型扭转振动工具，建立了基于该工具的钻柱系统扭转振动模型以及非线性动力学模型，分别进行了算例分析与实验测试以研究工具的降粘效果。算例分析时采用控制变量法，首先在给定转盘转速、钻压的情况下，对比分析了有/无工具时的钻柱系统各部件角速度，然后在相同钻压、不同转盘转速和相同转盘转速、不同钻压的情况下，分别对钻柱系统中有/无工具时的钻头角速度进行了求解；在实验过程中，对同一口井进行了有/无工具的测试，并结合未使用该工具的相邻井录井数据，分析了该工具的降粘效果。研究结果表明：在相同工况条件下，使用该扭转振动工具，可明显消除或抑制粘滑振动，同时，适当增大转盘转速，适当降低钻压可在一定程度上抑制钻柱的粘滑振动；在误差允许范围内，理论计算结果与测试结果相符合，验证了理论模型、求解方法以及算例分析的正确性。所提出的新型扭转振动工具、建立的动力学模型与研究结果对于减少粘滑振动、提高破岩效率具有重要参考意义。