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  • 简介:针对近圆轨道编队卫星,提出了一种仅需要地平仪两轴姿态测量卫星自主相对导航滤波方法,利用星间相对测量与偏航姿态运动弱相关性,解决了欠偏航量测下相对位置估计以及三轴姿态确定问题。可观性分析证明了该方法可行性及对编队构型参数适应性。大量仿真表明,对于绕飞和伴飞构型,该方法均收敛,性能特性与理论分析一致。针对当前典型地平仪与星间测量能力,相对位置滤波精度均优于2m(3σ),绕飞构型偏航姿态精度优于1.0°(3σ),伴飞构型偏航姿态精度优于0.5°(3σ),是对中等精度编队卫星配置简化有益探索。

  • 标签: 编队飞行 滤波 相对导航 自主 可观性
  • 简介:将GPS载波相位差分技术应用于航天器自主对接,提出了一种在单频接收机条件下整周模糊度快速求解方法,首先采用载波相位平滑伪距差分技术进行相对定位,估计模糊度浮点值,而后通过LAMBDA搜索法求解得到整周模糊度,最后通过最小二乘方法实现相对定位。该方法求解过程简单,并可在基线较长情况下解算模糊度。仿真结果表明,当两航天器相距小于100km时,通常20s即可求解模糊度,最长不超过45s。模糊度确定后,采用整周约束解进行相对定位,相对定位均方差为0.006m,能很好地满足航天器对接精度需求。

  • 标签: 载波相位平滑伪距 整周模糊度 相对定位 交会对接
  • 简介:普通活塞在管道中运动,不论活塞速度高低都能驱动产生激波.空心活塞在管道中运动与普通活塞不同,当其运动Mach数低于壅塞Mach数,活塞前不会形成运动激波;只有活塞运动Mach数超出壅塞Mach数,才能驱动产生激波.壅塞Mach数由空心活塞中心孔直径、长度和内壁面摩擦系数以及外直径横截面积决定.火车通过隧道类似空心活塞在管道中运动.将火车车箱与隧道间空隙换算成有效水力直径后,可利用空心活塞在管道中运动计算壅塞Mach数方法,求出火车通过隧道出现激波条件.文章提出一种新颖间接测量列车平均摩擦系数新方案.

  • 标签: 激波 摩擦阻力 高速火车 隧道
  • 简介:针对当前行人运动特征监测方案中存在运动信息种类单一、特征提取不完善、识别算法复杂且需要依赖专业检测设备等问题,提出基于智能移动端内置惯性传感器行人运动特征自动辨识方案,为运动特征识别提供准确多样运动信息。采集移动端MEMS加速度计输出信息后,分别提取加速度数据三种时域及频域特征后,通过训练最邻近规则分类器实现行人行走、跑步和上下楼梯运动模式自动识别。不同年龄不同身高男女性运动特征提取实验结果表明,基于最邻近规则移动端行人运动特征辨识方法对4种日常活动平均查准率和查全率分别达到88.7%和90.3%,对提高微惯性行人导航系统普适性具有促进作用。

  • 标签: 特征提取 最邻近规则 MEMS 行人运动
  • 简介:文章详细讨论了两类非对称涡流动诱发模型摇滚运动.第1类是针对旋成体机身组合体模型,其摇滚运动是由前体非对称涡流动诱发,运功形态呈现不确定性,由模型头尖部扰动触发形成.文章提出了快速旋转头尖部扰动控制技术,以抑制该类模型大攻角摇滚运动.第2类是针对非常规机身组合体模型,其摇滚运动主控流动是非常规机身和机翼前缘分离涡流动,这些流动是由组合体模型边界条件确定,从而运动形态具有很好的确定性.所以,这类模型自由摇滚运动必须通过改变边界条件来改变诱发摇滚运动流动,以达到抑制模型自由摇滚运动目的.最后,文章还讨论了这类运动是由非对称机翼涡涡强主控

  • 标签: 非对称涡 不稳定性 扰动 触发 边界条件 摇滚运动
  • 简介:为了降低里程计误差对捷联惯导/里程计组合定位定向精度影响,提出了基于车辆运动约束条件里程计误差在线标定方法。通过对里程计标度因数误差进行建模,推导建立了航位推算误差模型,将航位推算速度输出沿车体横向、垂向投影作为量测一部分,将捷联惯导输出速度、位置信息与航位推算输出对应信息相减作为另一部分量测,通过卡尔曼滤波获得里程计标度因数误差等状态量最优估计值,实现里程计误差在线标定。仿真结果表明,该方法能够有效地标定出里程计标度因数误差,从而确保了捷联惯导/里程计组合定位定向精度。

  • 标签: 里程计误差标定 车辆运动约束 组合定位定向 航位推算 卡尔曼滤波
  • 简介:移动机器人目标检测要求其对特定静止或运动物体进行运动分析及检测。以Voyager-III移动机器人系统为研究对象,实现非理想光照下,对橘红色目标足球运动检测。提出在传统三帧差分法基础上,先利用Markowitz投资组合模型进行足球目标的特征提取,将场地非感兴趣目标中,出现全部像素值发生变化目标去除,再进行图像帧间差分。利用CCD摄像机对比赛环境中足球运动轨迹进行录制,选取具有代表性各帧视频图像、Markowitz算法优化后差分图像和跟踪图像,结果表明跟踪图像不含非目标物干扰,克服了差分图像存在空洞问题,为移动机器人提供了一种实用运动目标检测方法。

  • 标签: 三帧差分法 MARKOWITZ投资组合模型 运动目标检测 移动机器人 像素值
  • 简介:以采用整体隔振措施配重式三轴机抖激光陀螺捷联惯导系统为研究对象,利用数值仿真方法,重点讨论了惯导系统静不平衡、动不平衡、转动惯量以及隔振器刚度和阻尼对静态环境条件下由于陀螺抖动机构不平衡引起圆锥运动(细分为三类)影响规律。研究认为,惯导系统静平衡性和动平衡性只影响第三类圆锥运动,对一二类圆锥运动影响甚微;惯导系统转动惯量增大将会使圆锥运动减小;系统隔振频率越靠近陀螺抖动频率,圆锥运动越强烈;系统隔振器阻尼对圆锥运动影响较小。研究成果可为机抖激光捷联惯导系统结构设计及圆锥误差事前控制提供理论指导。

  • 标签: 捷联惯导系统 机械抖动激光陀螺 圆锥运动 数值仿真
  • 简介:在GPS/IMU组合导航系统中,由于GPS校正作用,系统输出导航数据存在周期阶跃式跳变(典型校正周期为1s),对于SAR成像运动补偿而言,这相当于引入了高频测量噪声,会严重影响雷达成像质量。为解决该问题,系统另外引入了一个捷联解算模块。为保证该模块输出数据平滑且精度稳定,受跟踪随动控制系统设计思想启发,从控制理论角度对系统进行了数学建模,设计了捷联解算模块对组合导航系统跟踪环路,给出了环路中关键模块“环路滤波器”设计方法。该方案实现了在不影响系统测量带宽情况下,组合导航系统对捷联解算模块高频、连续、平滑校正。仿真及实验结果证明了该方案有效性及可行性。

  • 标签: 合成孔径雷达 运动补偿 组合导航 环路滤波 平滑校正
  • 简介:研究了一种利用里程计辅助捷联惯导系统在运动基座下进行自主式对准方法。利用里程计与捷联惯导中陀螺仪进行高精度航位推算,建立航位推算误差模型;将捷联惯导与航位推算误差作为系统状态,将航位推算获得姿态、速度信息与捷联惯导输出对应信息相减作为量测,采用卡尔曼滤波设计运动基座对准算法。仿真结果表明,在基座运动条件下,该方法水平对准精度达到0.5′,方位对准精度达到3.9′。

  • 标签: 捷联惯导系统 里程计 运动基座对准 航位推算 卡尔曼滤波
  • 简介:基于惯性系双矢量定姿方法选择惯性系中两个重力视运动向量作为不共线矢量,解决了传统双矢量定姿方法在晃动基座条件下易受载体角运动干扰而无法实现对准问题,但该方法仍需要精确地理纬度信息以参与对准计算。针对未知纬度条件下SINS抗晃动自对准问题,提出了一种基于重力视运动三矢量自对准方法。该方法将初始对准问题归结为求解当前时刻导航系相对于初始时刻载体系姿态矩阵问题,并利用矢量运算进行求解,仿真结果表明:加速度计随机测量噪声会映射为重力视运动随机噪声,降低对准精度;当加速度计随机噪声量级较大时,会带来对准计算失败。针对噪声问题,引入Daubechies(db4)小波进行5层分解来实现对重力视运动降噪,并选择去噪后重力视运动向量参与三矢量定姿解算,仿真结果表明:db4小波具有良好去噪效果,基于小波去噪三矢量自对准方法可以有效完成未知纬度条件下SINS初始对准。

  • 标签: 捷联式惯性导航系统 初始对准 重力视运动 小波去噪 三矢量定姿
  • 简介:为了更加精确地模拟流动/运动耦合问题,建立了耦合动态混合网格生成、非定常流场计算和六自由度运动方程求解一体化计算方法,并在统一框架内同时实现了松耦合与紧耦合方法.通过圆柱涡致自激振荡(vortexinducedvibration,VIV)模拟,对不同时间精度松耦合和紧耦合算法优劣及适用范围进行了评估和分析;通过引入附加质量概念,对耦合算法稳定性进行了理论分析.研究表明:在流体密度与物体密度接近时,松耦合方法是不稳定,必须采用紧耦合方法.最后利用耦合算法对二维鱼体自主游动和钝锥三自由度自由飞过程进行了数值模拟,证实了理论分析结论.

  • 标签: 耦合算法 六自由度运动 涡致自激振荡 鱼体自主游动 自由飞 稳定性
  • 简介:描述了一种惯导辅助基于GPS航向姿态参考系统设计与实现,主要工作包括两个方面:第一,采用最小二乘方法和乔里斯基分解,基于基线长度约束设计并实现了实时GPS定姿系统;第二,采用低成本光纤陀螺辅助GPS定姿系统,提出了基于姿态角约束多分辨率方法,用于在GPS定姿失败情况下,正确求解载体姿态.该系统经过船载航行实验,证明完全能够达到实时计算,在基线长度为3m条件下,航向角精度优于0.1°.

  • 标签: 0PS 姿态确定 载波相位 惯导辅助 航向姿态参考系统
  • 简介:将GPS定位航位推算(DR)技术结合起来,可以用于车辆定位和导航中.但是现有的航位推算设备都需要用角度传感器测量车辆行驶方向,在实际应用中存在很多不便而且性价比不高.为解决这一问题,通过研究设计了只使用速度传感器就可以进行航位推算设备,并对设备工作原理、体系结构和基本算法进行了介绍.通过对模拟实验数据进行分析,证明了这种航位推算方法可以很好地弥补GPS导航定位不足.

  • 标签: 航位推算 车辆 行驶方向 导航设备 速度传感器 DR
  • 简介:故障树在设备故障诊断中被广泛应用.当系统复杂度较大时,故障模式和故障树分支会剧烈增加,故障现象和故障原因因此出现复杂关系,这必然给故障检测和诊断推理带来极大困难.在故障诊断中引入一种新的人工智能方法,即蚁群算法,可以确定故障树最优检测次序,并指导系统多故障状态决策.由于该方法具有平行性、鲁棒性等特点,可以很好地解决前面所提问题.仿真结果显示,在故障树中采用该新方法可行、有效.

  • 标签: 蚁群算法 故障诊断 故障树 最优检测次序 故障模式 惯性导航设备
  • 简介:准确地给出激波位置信息对于激波装配极为重要.但是,在使用计算流体力学(computationalfluiddynamics,CFD)方法模拟复杂流动时很难准确地给出激波位置.根据激波捕捉得到流场信息确定激波位置往往带有极大误差,在定常问题模拟中,这种误差可以随着迭代逐渐消除,然而在非定常问题模拟中,这种误差往往会积累甚至导致计算崩溃.文章将基于特征线理论激波辨识技术应用到激波装配中,根据已有流场信息准确判断激波位置.对于定常问题,该方法应用加速了收敛速度;对于非定常问题,该方法应用可以极大地避免初始误差产生.

  • 标签: 激波装配 激波辨识 非结构动网格 计算流体力学
  • 简介:方柱绕流是典型钝体绕流问题,蕴含了丰富流体力学现象,对这类流动准确预测面临着诸多挑战.采用自主发展大涡模拟程序,对来流Mach数M=0.3,Reynolds数尺eD=22000绕孤立方柱流动进行了细致模拟,亚格子模型使用动力涡黏模型.对计算结果分析表明,大涡模拟所得平均流场及Reynolds应力分布与已有实验数据和直接数值模拟结果均吻合较好,验证了预测结果可靠性;在此基础上对瞬态流场进行了研究,展示了计算条件下方柱绕流分离转捩及尾迹区旋涡交替脱落形成Karman涡街全过程,为更细致流动机理探索奠定了基础.

  • 标签: 孤立方柱 大涡模拟 非定常分离 转捩 旋涡脱落
  • 简介:本文讨论了三相交流陀螺马达电源工作原理。根据主要技术指标的要求,设计了陀螺马达电源,给出了该电源各个组成部分线路设计,解决了研制中出现电源振荡问题,论述了该电源设计特点,给出了使用结论

  • 标签: 三相电源 线路设计 陀螺马达
  • 简介:本文提出了一种用于车辆导航地图匹配算法。通过对卡尔曼滤波后模型误差特性分析,该算法可获得比通常相关性算法更好精度,并经试验验证

  • 标签: 车辆导航系统 地图匹配算法 卡尔曼滤波