无陀螺惯性测量组合静动态解耦方法

无陀螺惯性测量技术是利用加速度计代替传统的陀螺,构成无陀螺惯性测量组合(NGIMU)实现制导.NGIMU系统在运行时,不可避免地存在静态和动态耦合误差.基于NGIMU9加速度计配置方案,根据耦合定义,提出了应用静动态解耦方法对NGIMU解耦.该方法克服了静态解耦和动态解耦分别进行带来的处理复杂性,简化了后续处理系统.最后进行了系统3个方向角速度运算的仿真验证,结果表明,系统经静动态解耦后导航精度得到了有效提高.     

电磁轴承刚性转子系统前馈解耦控制

为了消除电磁轴承支撑的刚性转子系统径向各自由度间的耦合,提出电磁轴承刚性转子系统径向四自由度的前馈解耦控制策略;针对解耦后系统存在的不平衡振动,提出基于不平衡量辨识的转子不平衡补偿方法;为了提升解耦和不平衡补偿效果,利用最速跟踪微分器来获取前馈解耦控制器及不平衡量辨识器所需的微分信号.仿真及试验结果表明,所设计的前馈解耦控制器可以将电磁轴承刚性转子系统径向原来相互耦合的四自由度系统解耦为4个单自由度系统;利用所设计的不平衡量辨识器辨识出转子不平衡量并对其进行补偿,能够抑制转子系统的不平衡振动;采用最速跟踪微分器,不仅能够削弱测量噪声对解耦效果及不平衡补偿效果的影响,还能够提升控制系统的抗噪能力.     

热电联产压水堆核电机组解耦控制

为了在运核电站进行热电联产改造时，保证原有系统和供热系统之间的协调稳定控制，本文针对某压水堆核电机组热电联产改造后的解耦控制进行研究。采用主蒸汽抽汽的方案搭建对象模型，通过辨识方法得到各子系统传递函数。利用相对增益矩阵方法进行各子系统间的耦合性分析，采用单位阵解耦法设计解耦器，并基于Matlab/Simulink仿真平台进行验证。结果表明：设计的解耦控制器对热电联产改造后的系统可以取得较好的解耦效果，实现了一回路系统、二回路系统和供热系统的协调稳定控制。本文对其他类型核电机组热电联产后协调稳定控制系统的设计具有参考价值。     

十二加速度计阵列解耦算法研究

在无陀螺惯性测量组合中,加速度计敏感轴偏差使得加速度计能敏感到垂直于敏感轴方向上的加速度,由此产生的耦合效应是导致加速度计输出误差增大的重要因素.针对敏感轴偏差产生的耦合效应提出了相应的解耦算法,并制作了十二加速度计惯性测量组合模型及高精度同步数据采集实验系统.在三轴转台上进行的仿真实验结果表明了解耦算法的有效性.经过解耦,加速度计输出精度达到选用加速度计的分辨率级精度-10-3g,比未解耦的输出提高了2个数量级,从源头上降低了无陀螺惯性测量组合的误差.     

多变量解耦内模控制系统设计与仿真

针对多控制回路相互关联耦合的多变量控制器的设计复杂、参数调节困难、实现难度高、工程实用性差的问题,提出一种多变量解耦内模控制器。该系统采用前置反馈补偿方式解耦,通过两步法设计内模控制器,并将内模控制器和解耦后的被控对象等效变换为只有1个参数可调的PID控制器。实验结果表明,系统解耦效果良好,通过对唯一的参数进行调节,系统表现出良好的动态响应特性,在模型失配和存在干扰的情况下,系统的鲁棒性和抗干扰能力也较好, 具有较高的工程应用价值。     

光纤陀螺应用于轨迹测量的实验研究

对干涉型光纤陀螺仪应用于工程测量、特别是轨迹测量方面进行了研究，并给出了实验数据和效果，还对影响测量的各种误差来源及解决办法进行了分析，导出了陀螺仪测量精度和陀螺牵引速度之间的关系，为光纤陀螺在工程测量中的实际应用提供了指导。     

多变量解耦双自由度PID控制系统设计

为了解决多变量时滞过程解耦器结构复杂且不能解析设计、控制器不易兼顾控制性能和鲁棒性的问题,提出一种新的解耦双自由度PID控制系统设计方法.针对时滞过程改进了Cai所提出的正则化解耦方法:从能量功率谱的角度重新解释并构造结构简单的解耦矩阵;将系统解耦成单回路后,采用双自由度PID结构设计各回路控制器.典型工业过程实例验证了设计的简单性和性能的有效性.采用该方法,解耦传递函数矩阵可以解析求解,双自由度PID控制器能够有效改善各回路高频段的解耦性能,获得良好的设定值跟踪性能和扰动抑制能力,并且可以方便地应用于控制现场.     

陀螺约束回路稳定性的李亚普诺夫法分析

船用惯性导航或平台罗经等导航系统中,常常用高精度二自由度陀螺稳定平台。这些系统在启动时,由于陀螺的定轴性和船的摇摆,陀螺框架会激烈地撞击止档,从而影响陀螺的精度。为此,在系统中施加反馈回路把主轴限制在零位附近。这些回路称为约束回路。陀螺启动过程中,陀螺的惯性矩是变化的,而且由于陀螺特性,每一个陀螺的两条约束回路是相互耦合的。所以,二自由度陀螺的约束回路是一个相互耦合的时变控制系统。本文从二自由度陀     

斜装液浮陀螺一次项漂移系数系统级分离算法

在免拆卸条件下,为实现实时监测倾斜安装在惯性测量单元(IMU,inertial measurement unit)中的液浮陀螺一次项漂移系数DI、Ds,提出一种利用惯性测量单元标定参数解算液浮陀螺一次项漂移系数的系统级分离算法.通过对液浮陀螺结构和斜装原理的分析,给出了液浮陀螺单表和系统的误差模型,并基于误差模型和已经获取的斜装IMU的误差参数,设计了液浮陀螺一次项漂移系数的系统级分离算法,该算法不需要设计复杂的倾斜标定工装,同时免去了液浮陀螺从惯性测量单元上拆卸的麻烦,减少了误差积累,参数的分离精度高、残差小,与单表一次项漂移系数分离结果的极差优于1.301×10-3(°)·(h·g0)-1,完全满足工程应用中高精度惯性测量单元对液浮陀螺一次项漂移系数的分离精度要求.     

基于偏航观测器的偏置动量卫星姿态控制

研究了基于偏航观测器的三轴稳定偏置动量对地定向卫星姿态控制问题.由于采用的红外地平仪无法测量卫星的偏航信息,提出了一种基于偏航观测器的姿态控制方案.针对俯仰回路,利用测量的俯仰角实现了俯仰回路姿态控制;滚动/偏航回路的设计由2部分组成:基于偏航观测器的PD控制器和飞轮解耦环节.整个系统采用动量轮和反作用飞轮作为执行机构,磁力矩器提供的磁矩与地磁场作用产生的力矩实现了飞轮的动量卸载.最后对卫星姿态控制系统进行了仿真研究,结果表明,所设计的控制方案在飞轮输出力矩工作范围内,可使卫星达到很高的姿态控制精度.     

自适应陷波器滤波X－LMS算法稳定性分析

提出主动噪声控制系统稳定性分析的一种新方法．控制器采用自适应陷波器滤波Ｘ—ＬＭＳ算法，为改善系统的稳定鲁棒性和加速算法的收敛，利用声学通道的相位特性设计了补偿滤波器．通过建立状态空间模型对系统进行性能分析，经过旋转变换，将时变系统转化为等价的线性时不变系统，从而可以便利地利用控制理论进行稳定性分析     

小型飞行器定位的数据融合误差修正方法

给出了一种小型飞行器定位误差修正方法。由飞行器运动方程,推导出了斜距和飞行状态之间的关系,根据所测得的飞行状态,利用Kalman滤波方法可得斜距估计。根据实测值、最优估计值和GPS推算值进行数据融合,进一步对无线电仪表定位误差进行修正,仿真和数据回放结果表明,使用此方法可以得到飞行器更准确的定位。     

星载遥感器扫描运动控制补偿信号的生成与模拟

研究利用星载遥感器扫描运动控制补偿提高图像质量的方法。分析了图像运动主要干扰因素及其影响，把干扰因素分为长周期干扰和短周期干扰，分别采用图像运动补偿和扫描镜扫描运动补偿来修正。针对扫描镜扫描运动补偿，讨论了星载扫描镜扫描运动控制和扫描运动补偿方法。基于航天动力学，研究了扫描运动补偿信号的生成方法。通过模拟，得出了姿态等因素对扫描运动的影响和定量的补偿信号。     

基于阵列误差校正的波束域方位估计算法实验研究

针对阵列误差的存在会导致波束域高分辨方位估计算法性能下降的问题,给出了一种基于阵列误差校正的波束域处理方法。该方法利用单个校正源,根据实际测量数据,在获取基阵实测阵列流形的基础上,实现了对阵列误差的校正,进而利用波束域MUSIC算法估计出信号的方位。实验结果验证了基于实测阵列流形的阵列误差校正方法可以有效增强波束域高分辨算法对阵列误差的稳健性。     

基于四阶混合累积量的自适应线谱增强器

将四阶累积量的递推算法推广到求正弦信号的混合四阶累积量，并提出了一种计算正弦信号四阶混合累积量的自适应线谱增强递推算法。该线谱增强器的结构为自适应FIR滤波器，当输入为含有高斯噪声的正弦信号且处于稳态时，滤波器的权系数与输入信号的四阶混合累积量的一维切片成正比，而与高斯噪声无关，从而使信号的线谱成份得到增强。仿真结果表明，该算法从高斯色噪声中提取正弦信号的能力优于二阶自适应短时相关增强器。     

一种适用于高阶QAM信号的水声信道盲均衡算法

目前，盲均衡是水声通信领域中的热点问题。针对多径衰落水声信道的均衡问题，提出了一种修正的超指数迭代盲均衡算法，该算法可校正水声信道引入的载波相位旋转。在收敛阶段采用该算法，之后根据某一切换准则，切换到判决导引算法，可有效减小超指数迭代算法对高阶正交幅度调制信号的剩余均方误差。仿真结果表明，该算法有效纠正了载波相位旋转，并获得了较快的收敛速度和较小的稳态误差，提高了水声通信的质量，因而具有良好的工程应用价值。     

均质薄圆盘陀螺仪转子两种动力学特性的异同

运用陀螺仪近似理论和相对运动动力学理论对二自由度陀螺的进动运动和单自由度陀螺当转子轴被迫绕缺少自由度的轴转动时转子将产生绕具有自由度的轴转动这两种运动进行了分析,指出了两种陀螺动力学特性产生的原理与运动规律之间的差别.     

旋转式捷联惯导系统误差分析

为了提高惯导系统长时间运行时的精度,采用旋转自动补偿技术来抑制系统误差的发散.分析旋转自动补偿的基本原理,得出旋转式捷联惯导系统下的误差传播方程,对光学陀螺的刻度因子误差、安装误差、常值漂移和随机漂移误差在旋转方式下的误差传播情况进行了分析研究.比较分析了单轴旋转和双轴旋转方式下对系统误差的不同影响.仿真结果表明:旋转自动补偿技术,能明显改善纯惯导系统误差随时间发散的特点,有效抑制误差的增长.研究结果可以作为旋转式光学陀螺捷联惯性导航系统进一步优化和工程设计的理论参考.     

惯导系统的变参数锁定方位环小转角对准法

提出了一种新的变参数锁定方位环小转角对准法的三阶调平系统。用经典的方法，对平台式游移方位惯系系统进行初始对准，可测定和补偿平台三个轴的陀螺漂移，提高对准精度，缩短对准时间。但由于其调平回路是定参数的，其带宽不能适应调平过程中信噪比的变化，从而其性能不能达到最优。针对这一特点，本文提出了这种新方法，经理论分析和仿真研究表明，这种新方法比经典方法，调平速度快而且对水平陀螺测漂及方位角的估值的精度要高。     

永磁容错电机解耦控制研究

多相永磁容错电机是一个多变量、强耦合、非线性的高阶电磁系统,其控制的关键是实现转矩的解耦控制。以六相八极永磁容错电机作为研究背景,通过六相静止坐标系到二相旋转坐标系的变换,在保持电机磁势和功率恒定的条件下,研究变换矩阵的计算方法,实现了永磁容错电机电流、磁链、转矩的解耦控制,为这种结构电机高性能的转矩控制和进一步的容错控制提供了一种新方法。