一种地磁传感器对电磁舵机的抗干扰方法

为了消除电磁舵机对基于地磁传感器的滚转角检测系统的干扰,根据电磁舵机工作时交替产生方向基本相反的干扰磁场的特点,以干扰较弱的方向作为地磁传感器的测量方向,并采用数字滤波器抑制电磁舵机对地磁传感器的干扰.设计了四阶IIR巴特沃斯低通滤波器,提出了预装载延时相位的补偿方法,并计算了相位装载值曲线.实验表明,IIR巴特沃斯低通滤波器能够有效地减小电磁舵机对地磁传感器的干扰,并且预装载延时相位补偿能够消除信号延时的影响,保证基于地磁传感器的滚转角检测系统工作的可靠性和准确性.     

基于地磁信息的火箭弹滚转角测量系统研究

在火箭弹飞行过程中,为实现火箭弹弹道修正,需实时解算弹体的滚转角。该文根据地磁场基本特性和火箭弹飞行过程中姿态变化关系,通过姿态变换矩阵,建立滚转角解算数学模型。搭建基于地磁信息的滚转角测量系统,采用两轴磁传感器测量地磁场矢量,辨识火箭弹滚转姿态信息。滚转角系统在火箭弹上进行飞行搭载试验,结果表明,利用地磁得到的解算滚转角线性度良好,与陀螺测得的弹体旋转速度相匹配,能够满足火箭弹弹道修正的要求。     

基于EKF的地磁/陀螺信息融合姿态测量算法研究

针对智能弹药机动飞行中仅利用地磁信息制导时无法实现全姿态角解算的问题,提出一种采用三轴陀螺仪角速率信息辅助三轴磁传感器信息进行弹体姿态角解算的EKF融合算法。算法利用磁传感器测量模型和四元数微分方程建立观测方程和状态方程,并分别对非线性的系统进行线性化得到卡尔曼滤波方程。通过在高速飞行仿真转台上进行半物理仿真试验,最终全姿态角的解算实现对地磁/陀螺信息的融合。经过对仿真信号的处理,在弹体俯仰角±30°变化的情况下,该EKF融合算法解算滚转角和俯仰角比传统单纯依靠地磁信息进行滚转角和俯仰角解算的精度提高近一个数量级,并且解算偏航角误差在1°以内。     

双旋弹丸滚转测量系统设计与实现

为实现固定翼双旋弹弹道修正,需对弹体和鸭舵滚转信息进行测量。该文针对双旋弹丸鸭舵反旋和弹体高速旋转的特点,建立弹体和鸭舵滚转姿态解算模型,设计基于地磁和霍尔传感器的滚转测量系统。采用波形变换方法将正弦波形式地磁信号转换为易于测量的方波信号,并使用高通滤波器和迟滞比较器对含噪地磁信号进行优化,通过定时器捕获分别得到弹体和鸭舵转速信息,在此基础上通过线性插值得到滚转角信息。地面半实物仿真平台实验表明该滚转测量系统弹体转速测量跳动为–0.3~0.2 Hz,鸭舵相对弹体转速测量跳动为–0.15~0.15 Hz,滚转角测量跳动为–2°~1°,能够满足双旋弹弹道修正的要求。     

地磁姿态检测系统弹体摆动误差 分析与补偿方法

针对地磁/GPS组合姿态检测系统测量精度受弹体摆动影响较大的问题,在分析地磁/GPS组合姿态检测系统的弹体摆动误差的基础上,提出了基于地磁陀螺组合的姿态检测方法,建立了地磁陀螺组合姿态检测模型,利用两轴MEMS陀螺测量的角速率实时积分求解弹体偏航角,结合地磁模块输出的三维地磁分量,组合求解弹体姿态信息.结果表明,与地磁/GPS组合方案相比,增加陀螺模块可消除滚转角和俯仰角随弹体摆动而产生的误差波动,测姿能够适应各种运动环境变化,并保持良好的稳定性.     

三轴地磁传感器参数的在线校正算法

针对复杂磁环境下传统的地磁传感器误差补偿算法效果不理想的问题,分析了地磁传感器各种误差来源,建立了完整的地磁传感器误差模型,提出了基于递推最小二乘的在线校正方法,实时求取椭球模型系数.利用椭球系数推导地磁传感器误差补偿系数.利用补偿系数对姿态测量系统输出的地磁矢量进行校正.实验结果表明,校正后的磁场强度和实际磁场强度基本一致,非盲区位置的滚转角误差减小到5°以内,基本可以满足简易制导弹药对姿态角解算的精度要求.     

基于地磁和超声波传感器的可靠无线车辆检测算法

针对传统基于地磁传感器检测精度容易受相邻车辆干扰,车辆检测器误判率较高、可靠性较差的问题,进行了一种结合地磁传感器和超声波传感器的新型车辆检测器研究,以提高检测的精度和可靠性。地磁传感器用于检测磁场强度,当检测到磁场强度连续变化时假定车位状态发生变化,此时唤醒超声波传感器进行融合判断,以降低单纯依赖地磁传感器的误判率。实验结果表明,基于双传感器的车辆检测算法在准确率上较传统的地磁车位检测器提高了8. 3%,且在提高准确率的同时也通过算法优化保证了检测器的低功耗。进行的研究在车辆检测器设计方案和检测算法方面做了创新工作,同时对影响检测器性能的因素进行了讨论,为低功耗、高可靠性车辆检测器的研发提供了参考依据。     

无陀螺捷联惯导系统的安装误差辨识方法

根据无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)的工作原理,推导了理想条件下和有加速度计安装误差条件下的角速度解算方程;推导了加速度计的安装位置误差所产生的加速度计的输出误差;在静基座条件下,通过旋转惯性测量单元坐标轴的方法改变其放置位置,建立了加速度计安装位置误差的辨识公式;数字仿真结果表明.所采用的加速度计安装误差的辨识方法有效,对辨识得到的安装误差进行补偿可以显著地提高角速度的解算精度.     

舵机测试系统上力矩测量的校准方法研究

介绍了导弹舵机测试系统上力矩测量时所用的扭矩传感器的结构及工作原理,结合导弹舵机测试系统中加载台上扭矩传感器的实际安装结构,设计力矩校准装置,根据扭矩测量的测试原理及溯源要求确立校准方法,采用计算机进行数据采集,将采集到的数据进行运算分析形成校准曲线和拟合直线,最终得出校准结论.     

基于卡尔曼滤波的旋转弹药弹体磁场校正方法

针对弹体磁场严重影响旋转弹捷联地磁传感器的测量精度这一问题,提出一种基于卡尔曼滤波算法(Kalman filter, KF)的弹体磁场校正方法。利用固定磁场和感应磁场模型,将弹体磁场误差系数转换到椭球参数方程上,从而得到卡尔曼滤波的观测方程。为提高算法的鲁棒性,采用事先标定法建立初始条件。根据卡尔曼滤波原理,给出辨识参数在线更新的实现步骤,推导弹体磁场的校正过程。仿真试验中,通过事先标定法选取初值提高待估参数2倍的收敛速度。转台试验中,弹体磁场校正后的磁测误差接近磁传感器的测量噪声,滚转角解算精度优于1°。试验验证该算法可在线更新弹体磁场误差系数,实现弹体磁场的高精度补偿。     

一种测斜仪安装位置误差补偿方法

旋转导向钻井时,因测斜仪各轴与理想坐标系各轴不重合,引入位置误差,降低了测量精度.论文提出一种安装位置误差模型及补偿方法.首先,将传感器的3轴看成3个独立的空间轴,通过包含3个轴的理想正交坐标系的多次坐标变换,得到包含各自位置误差在内的旋转矩阵;然后,通过特殊位置点的测量值和理论值求得一个补偿矩阵;最后,将3轴的传感器测量结果解耦,实现对安装位置误差的校正.实验表明:该方法能较大幅度降低安装位置误差,提高测量精度.     

利用系统辨识的星敏感器模型修正与测角精度检测

2.中国科学院大学,北京100049)摘要:为了提高星敏感器的测角精度,提出了一种采用系统辨识法对星敏感器模型进行修正以及测角精度检测的方法。首先分析了星敏感器的理论测量模型以及像面坐标与星点目标的空间位置关系,然后给出了用模型修正来提高星敏感器测角精度的原理和数学模型。修正模型由系统辨识方法得到,同时为了提高辨识精度,文中采用将星敏感器像面划分为多个区域,每个区域单独建模辨识的方式。最后利用某星敏感器进行了实验,利用该方法进行模型修正后,星敏感器的测角精度为σx=1.68″、σy=1.91″,而修正前的测角精度为σx=17.43″、σy=23.46″。结果表明,采用该方法可以使星敏感器测角精度得到大幅提高,同时也完成了测角精度的检测。     

弹道修正弹固定鸭舵测姿方法研究

在弹道修正弹中,弹体的各种姿态多用地磁传感器、陀螺仪和加速度测量,由于结构限制,无法在修正鸭舵上直接安装各种测姿传感器.为此,阐述磁阻传感器姿态测量原理,提出一种以地磁传感器为主要测量元件,霍尔传感器辅助测量鸭舵滚转角的测量方法.通过制作试验样机对该方法进行实验验证,通过实验数据的误差分析确定了该测姿方法的可行性.     

基于MEMS惯性传感器的微型姿态测量系统

提出了一种基于低成本MEMS惯性传感器的微型姿态测量系统,包括MEMS速率陀螺、MEMS磁强计、单轴MEMS加速度传感器.重点研究了基于扩展Kalman滤波（EKF）的姿态估计创新算法,通过速率陀螺更新误差状态四元数计算姿态角,并通过飞行方向的加速度传感器和三轴磁强计来补偿陀螺漂移和姿态角误差,利用扩展卡尔曼滤波方程消除瞬时干扰,实现高动态姿态测量.系统的仿真和高动态实验表明,姿态测量动态精度低于5°,静态精度低于0.7°.     

五自由度运动误差测量系统关键技术研究

设计了一种基于激光准直原理的运动平台激光五自由度运动误差测量系统,该系统基于双平行光束的准直原理对水平直线度、垂直直线度、偏摆角、俯仰角和滚转角误差进行同步测量。进行了系统直线度、偏摆角和俯仰角误差测量核心器件参数的自标定,针对双光束难以调平影响滚转角误差测量的问题,利用水平仪对滚转角误差进行补偿修正。对整套系统进行准确度比对实验,结果表明系统所测直线度、偏摆俯仰角和滚转角误差的准确度可分别达到0.8 μm,0.8″和1.5″,为机床几何误差测量技术发展提供借鉴。     

直线导轨滚转角测量误差自校正方法

提出一种具有滚转角测量自动校正功能的五自由度运动误差测量系统,解决了平行双光束法在测量滚转角误差时受光束平行度影响较大的问题。介绍了平行双光束法测量五自由度运动误差的原理,建立了关于双光束平行度误差与滚转角测量误差间的模型,提出了基于双自准直单元的双光束平行度误差测量方法。实验结果表明:双光束之间存在15.4″的平行度误差时,可以将滚转角测量误差的残差由44″减小到2.7″。该校正方法有效提高了双光束测量滚转角的准确性,可用于直线导轨运动误差的在线监测。     

冲击加速度校准中低通滤波器的应用

介绍了在冲击加速度校准中,为了抑制电、机械等干扰和噪声对冲击加速度测量结果的影响,采用二阶巴特沃斯型低通滤波器,通过时间序列翻转、二次滤波等方式,实现零相移的低通滤波效果。并比较不同截止频率下,低通滤波器对衰减程度不同的冲击加速度波形产生的峰值偏差,给出不同加速度波形下,低通滤波器截止频率选择应注意的问题。     

消除噪声干扰的动态测量方法研究

由于测量噪声和补偿器的频率特性,使得传感器的动态补偿器存在严重的噪声干扰,影响到补偿器的参数辨识和补偿后的测量精度。研究了一种消除噪声干扰的动态测量方法,先通过小波变换估计噪声的方差,再由估计得到的方差,通过偏差消除的递推最小二乘法,对补偿器的参数进行无偏辨识;同时,采用多项式实时滤波器,消除高频噪声对测量精度的影响。最后,通过实验验证了该方法的有效性。     

基于多线激光扫描的叶片轮廓快速测量系统标定方法

针对现今叶片轮廓测量时,在保证测量精度的前提下提高测量速度的需求,结合工程经验与线激光扫描快速准确的特点,本文提出一种以多个线激光扫描传感器为主体的叶片轮廓快速测量系统,该系统由3个位置固定的线激光扫描传感器完成叶片轮廓测量.在理论上3个传感器测量坐标系之间的旋转矩阵中的未知参数是确定的,故这3个坐标系之间不存在由相对运动引起的直线度误差与定位误差等,主要存在由于安装产生的垂直度误差与平移误差等人为因素误差,因此本文提出并推导了该测量系统坐标系全局标定数学模型,并给出了标定过程与标定结果,通过实际测量叶片轮廓验证了该系统与测量机的测量对比误差为±0.03 mm,测量周期不超过10 s,满足实际测量要求.     

地磁型电子停车计时收费平台现场检定仪的设计及应用

一、地磁型电子停车计时收费系统的组成和平台计时收费过程 地磁型电子停车计时收费管理系统的组成如图1所示. 无线地磁车检器工作原理为:车辆(含铁质材料)通过地磁车辆检测器时,检测器中的地磁场测量传感器能检测到此处地磁场的变化规律,从而对车辆的存在性进行判断.一个车位内有一个地磁车检器,车检器的数量决定了停车计时管理系统的...