基于BP 神经网络的风洞传感器非线性误差修正方法

针对风洞试验时传感器测值受到非线性误差干扰的问题,提出基于BP神经网络的风洞传感器非线性误差修正方法.利用BP神经网络强大的非线性映射能力,通过神经网络模型融合传感器校准数据对传感器的测量误差进行计算,并根据网络计算误差对传感器测值进行修正.试验结果表明:该方法能有效地减小非线性误差对传感器测值的影响,提高传感器的测量精度.     

一种高速旋转弹弹体磁场干扰的在线修正方法

滚转角的准确测量是受控高速旋转弹进行精确制导与控制的前提。然而,基于磁传感器的弹载地磁测姿方法因受到弹体磁场的干扰,会影响磁传感器测量的准确性。针对该问题,提出一种弹体磁场干扰在线修正方法,根据高速旋转弹飞行过程中可能受到的磁场干扰,建立磁场误差模型,通过旋转弹飞行规律约束,对磁传感器测量得到的磁场值进行实时修正补偿。通过半物理仿真试验验证,该方法可以有效降低测量误差,提高弹体滚转角估计精度。通过三轴飞行转台测量对该方法进行了验证,地磁测姿滚转角精度可以提高6倍。该方法仅需三轴磁传感器即可完成修正,步骤简单,修正时间极短,实时性好,精度高。     

风洞试验中迎角视频测量的不确定度研究

姿态角动态测量精度对风洞试验至关重要,姿态角的视频测量技术因对风洞模型设计无要求,受到国内外风洞试验机构的青睐。为此,开展迎角视频测量的不确定度研究,以评价其测量数据的精度,给出其系统误差的补偿方法,即在风洞试验结束后,采用高一个等级计量标准的角度静态测量仪器测量此时的模型姿态角,用该测量结果替换视频测量估计值,可消除视频测量方法的系统测量误差,并在2 m超声速暂冲式风洞进行试验。3组迎角视频实测数据表明:各阶梯迎角测量数据的标准差在0.002 2°～0.009 4°之间,迎角实测估计值的标准不确定度≤0.003°,故姿态角视频测量系统的迎角精密度≤0.009 4°;同时,此方法既不破坏模型的外形,又不改变模型的刚度与强度,具有实用价值。     

垂向航行体水下多元阵测量精度仿真算法

针对传统长基线定位方法不能解决水下垂向航行体测阵设计与精度分析的问题,提出了一种基于水声合作目标的水下多阵元测量精度仿真算法。该算法将阵元站址、时延测量、声速测量误差作为主要误差源变量,建立nRR测量体制误差传播仿真模型,采用蒙特卡洛数值方法迭加多维随机误差,复现复杂多阵元构型条件下的测量精度特性。仿真结果表明,该算法能够有效估计随机水下目标测量精度的三维分布,对基线长度、阵元构型等变化产生合理的响应,可为多阵元测阵的布站设计与精度评定问题提供参考。     

某无人直升机高度测量系统融合方法

为得到更加准确的垂向加速度信息,提高高度信息的估算,通过组合气压高速传感器、全球定位系统（GPS）和捷联式线加速度计,建立一种具有较高精度的无人直升机高度测量系统。对传感器的特性进行分析,根据某无人直升机的运动学和传感器测量模型,采用噪声淹没技术建立了高度测量系统的状态方程和量测方程,最后,采用集中式卡尔曼滤波技术得到了无人直升机高度的估计,并对无人直升机在中高空的进行了全数字仿真实验。仿真结果表明,相比用单个传感器的高度测量方式,该系统的高度测量具有较高的精度。     

基于卡尔曼滤波的轴向加速度动态误差补偿方法

为了减小高速旋转弹上加速度传感器的量测误差,提出了基于质点弹道模型的比例系数卡尔曼滤波估计算法。结合转速的实时测量,对加速度传感器输出数据进行动态补偿,得到了轴向加速度的测量值。蒙特卡洛模拟仿真和外场试验证实了理论分析的正确性和误差消除方法的有效性。外场试验表明,轴向加速度测量值相对雷达测量值误差的均值小于0.05g,均方差小于0.32g,轴向加速度测量误差的均值由0.1g降低到0.01g的量级,大幅度地提高了轴向加速度测量精度。     

基于惯性技术的风洞试验模型大迎角测量架构

针对大迎角测姿时现有加速度计测量架构对姿态信息利用不足,以及现有杆臂处理算法残差过大的问题,提出了一种基于惯性技术的3加速度计加1陀螺仪的系统架构。该架构改进了力学编排方式,在静态条件下有效提高了大迎角测姿精度。在动态条件下基于频率阈值判决的离心加速度补偿算法能有效去除杆臂效应离心加速度项;同时双加速度计的系统构型能有效避免杆臂效应切向加速度项的误差放大。转台实验验证结果表明,静态环境下大迎角测姿精度可达到0.006°,动态环境下大迎角测姿精度可达到0.12°,有效改善了动态环境下大迎角的测姿精度。     

高速旋转弹捷联磁传感器在线校准方法

针对高速旋转弹用磁传感器的误差校准参数在发射前后发生变化,造成磁测姿态误差较大的问题,文中提出了基于递推最小二乘估计的磁传感误差参数的在线校准方法。滤波器选取磁传感器的误差模型为系统的动态方程,磁传感器输出作为量测信息,采用递推最小二乘估计完成误差参数估计。以152 mm炮射榴弹为仿真对象,对所设计的滤波器进行仿真验证,结果表明该方法能有效的提高磁测姿态系统的测量精度。     

引信零件微机控制在线尺寸检测系统的探讨

本文阐述了应用单板机控制在线检测系统测量引信零件几何量及对传感器进行智能化方面的探讨性研究,以及为实现本检测系统的功能所建立的数学处理方法,如尺寸超差界限的判别、传感器输出特性的微机线性化、峰值判别以及根据需要对机械式测量装置的追随特性的分析等。该检测系统可以在线测量出被测几何量的实际值,计算出平均值、标准差、调刀量,并显示或打印出数据处理结果,同时具有自诊断、报警等功能。该检测系统是将测量头获取的位移量传给电涡流传感器转换成电量,再经过十三位A/D转换板转换成数字量,并经单板机分析处理后显示或打印结果。通过实验室的模拟检测,该检测系统的重复测量精度优于0.065%,示值稳定性优于0.020%。     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰，一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度，对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论，推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成，建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型；在分析磁场传感器测量误差的基础上，建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确，可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明，所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

攻角传感器在2.4m跨声速风洞中的应用

针对2.4m风洞的运行特点,采用惯性伺服加速度传感器测量模型攻角,并研制了攻角传感器,用于实时测量试验模型攻角.攻角传感器采用力矩马达闭环伺服自平衡原理,由非接触式位移传感器、力矩马达、误差和放大电路、反馈电路、悬臂质量块五部分组成.并将攻角传感器置于模型内部,通过机身内部加工的平台或通过加工垫块安装攻角传感器.多次型号试验证明,该攻角传感器效果良好.     

单星方案确定平台误差角研究

为了利用单星敏感器的测量数据确定导弹平台的三轴误差角,建立了平台在垂直星敏感器主轴的两个方向上的误差角近似模型,分析了方法误差的大小;并根据先验信息确定平台绕星敏感器主轴的误差角,同时对另两个轴的误差角进行修正.该方法能够较好地确定平台的三轴误差角,当先验信息不精确时,计算的平台绕星敏感器主轴方向的误差角不准确.     

一种TDOA/AOA联合定位的算法

针对地面辐射源目标的定位问题,提出一种TDOA／AOA联合定位算法。将一个传感器放置在地面上的一个固定平台上,测量辐射源相对于该传感器的方位角与俯仰角;将另一个传感器放置在一个运动的平台上,根据不同的时刻测量不同的时差量测值,进而建立求解目标位置估计值的最小二乘算法。仿真结果表明：该算法可以有效提高系统的定位精度,特别是TDOA的测量值应用得越多,则定位精度越高。     

一种扫描式六象限激光探测系统弹目交会算法研究

针对某旋转式火箭弹定向战斗部定向探测与起爆控制系统,分析了扫描式六象限激光探测系统的构成和工作原理,提出了由激光束螺旋角计算弹体转速的方法,建立了弹体转速数学模型、弹目相对运动方程及相互间的迭代解耦算法,并编写Fortran程序进行仿真。仿真结果表明,建立的交会算法可以计算得到弹体转速、弹目相对运动速度、目标脱靶量、最佳起爆延迟时间、最佳起爆方位角等参量,且误差分析显示探测方位角误差满足定向战斗部的方位探测精度要求。     

极坐标框架两轴平台光轴稳定算法

对于红外空空导弹,在对两轴平台光轴特性进行分析的基础上,针对基于横滚/偏摆结构的两轴平台,提出了一种融合了动态规划思想的光轴超半球稳定算法.通过仿真,检验了光轴稳定的性能.仿真结果表明,文中算法能够实现极坐标框架两轴平台光轴的超半球稳定性,具有较高的稳定精度和快速的跟踪能力,对实际应用具有参考价值.     

高精度质心测量方法研究

质心测量对于空间飞行器至关重要，新型武器的研制对质心测量精度的要求不断提高。将传统的天平原理与旋转轴结合，利用传感器技术，设计了一种新型质心测量机构，提出了一种能够明显提高质心测量精度的测量方法。描述了具体测量机构的主体结构，给出了机构的测量原理、测量方法，并进行了机构对于质心测量的误差分析。结合测量设备研制，进行了误差估算，理论估算的结果最大误差为0.023 mm.采用标准样件的方法进行了实验验证，具体测量数据显示，最大误差为0.020 mm.结果表明此测量方法理论分析计算与实验结果具有较好的一致性，并达到了较高的测量精度。已采用该方法成功地研制出系列高精度测量设备，配用于相关领域。     

鱼雷辐射磁矩测量误差研究

基于鱼雷辐射电磁场测量方法，建立了磁矩测量误差的数学模型，并在此基础上利用MATLAB计算了各相关因素对测量误差的影响，提出了测量传感器尺寸和测量距离的选择原则，分析了磁矩测量误差与测量距离、传感器长度以及传感器直径的关系，得到了一定测量条件下测量误差相对于各因素的变化曲线，从而有助于选用合适的测量传感器尺寸和确定适当的测量位置，可以有效地减小磁矩测量的误差，旨在为鱼雷电磁场系统参数测量设备的设计提供参考。     

卡尔曼滤波在四旋翼飞行器姿态测量中的应用

针对简单均值滤波很难满足要求的不足,介绍一种四旋翼飞行器系统飞行姿态测量的新算法。在使用传统的加速度传感器获取数据的基础上,使用卡尔曼滤波的方法,将加速度传感器数据和陀螺仪数据进行融合,以单片机为核心的惯性测量单元进行试验。结果表明,该算法能避免动态噪声对加速度传感器数据的影响,提高四旋翼飞行器姿态测量的精度。     

大直径回转件圆度检测的测点优化技术研究

为提升大直径回转件在旋转状态下的圆度测量精度,在分析3个测点的角度布置对精度影响基础上建立优化模型,提出了基于粒子群及遗传混合算法的三测点角度优化策略。结合外轮廓测量模型及圆度提取技术,分析传感器布置角度对圆度提取精度的影响,建立以误差传递系数为基础的测点位置优化函数;利用粒子群优化与遗传互补产生新粒子种群的混合算法,获取给定谐波级次下三传感器的周向角度值;计算给定谐波级次（160、240、480）下测点的周向布置角度,并对比测点角度优化前后的误差传递系数值,分别用虚拟工件及现场实物完成了测点角度与圆度提取精度的测试实验。结果表明：测点角度优化后的误差传递系数值小于其他布置状态,所提取圆度更接近于其真实圆度值,精度约0.010 mm;该三测点角度优化策略提升了回转件圆度信息的测量精度,为大直径回转件的高精度制作提供了有效检测手段。     

基于多通道电感测量的圆周等分孔位置度在线快速评定方法

针对工业机器人RV减速器精密零件行星架与摆线轮的加工精度在线测量问题,提出一种位置度极角二分法搜索寻优算法,并研制出一种融合位置度量规、坐标测量技术以及多通道电感协同测量技术的圆周等分孔位置度在线快速测量仪。利用多通道电感传感器采集零件被测孔的坐标数据,通过孔心多边形旋转变换和极角二分法迭代寻优,迅速准确得到各孔满足最优的位置度误差。设置单个零件测量节拍小于10 s,以适应生产线上的测量要求。基于分析测量仪的误差源,完成传感器静态标定实验和非线性误差补偿。算法仿真实验、重复性实验和精度对比实验结果表明：所提算法精度小于1.4 μm,精度较高;测量仪重复性精度小于1.5 μm,再现性小于1.0 μm;测量仪与三坐标测量机结果对比误差平均小于2.6 μm,证明了位置度在线测量仪具有较高的稳定性和可靠性。