基于抗差估计的快速动态寻北算法

陀螺寻北仪是一种精确、快速测定真北方位的仪器.主要特点是:定向精度高、测量时间短、在任何时间和地点(高纬度地区除外)都可以自主定向.然而,陀螺寻北仪易受异常因素影响,而使定向观测值产生异常.采用旋转调制方法,研究了以动调陀螺为角速率传感器的全姿态寻北仪.为了削弱动调陀螺的噪声对寻北精度的影响,基于抗差估计原理构造了高崩溃污染率的初值辅以IGGⅢ方案迭代解算的混合算法.计算结果表明:基于可靠初值和稳定均方差因子估值的抗差估计可以有效削弱异常干扰的影响.测试结果显示,在4 min之内系统的寻北精度优于1.5 ',远高于最小二乘估计得到的精度.     

基于小波阈值消噪的陀螺信号的抗差估计

为了削弱陀螺漂移对光纤陀螺寻北精度的影响,在小波阈值消噪的基础上,采用抗差估计处理陀螺信号.首先进行频谱分析,确定相应的多分辨分析尺度及对不同尺度下的高频系数采取的措施.对噪声占主要成份的尺度层其高频系数置零,对噪声与有用信号都存在的尺度层进行小波阈值消噪处理.然后将抗差估计应用于陀螺数据的处理,利用一次抗差估计求得的观测残差再用中位数法求得均方差因子,采用高崩溃污染率的初值辅以IGGⅢ方案迭代解算的混合算法.计算结果表明这种方法能够有效地抵制异常扰动的影响,提高了寻北精(密)度.     

最大类间方差法在寻北仪信号降噪中的应用

在分析了陀螺噪声信号的特点以及现有去除陀螺噪声方法的基础上,将最大类间方差法应用到陀螺寻北仪输出信号的滤波处理中,从而有效地减小了信号中的高频噪声,提高了信噪比,抑制了陀螺仪的漂移.介绍了该方法的原理与实现过程,并结合陀螺寻北仪的实地振动实验,对陀螺寻北仪的实测数据进行了分析研究,证明了使用该方法对陀螺寻北仪输出信号进行滤波处理的可行性和有效性.     

一种实用的激光陀螺寻北仪数据处理技术

本文针对车载环境下单位置激光陀螺寻北仪的输出信号进行了分析处理,设计了FIR低通数字滤波器抑制高频扰动,设计了一种利用加速度计进行陀螺误差补偿的低频扰动的抑制算法。Matlab仿真结果表明,本文的方法能够有效地抑制扰动,提高寻北仪寻北精度。     

一种实用的激光陀螺寻北仪数据处理技术

本文针对车载环境下单位置激光陀螺寻北仪的输出信号进行了分析处理，设计了FIR低通数字滤波器抑制高频扰动，设计了一种利用加速度计进行陀螺误差补偿的低频扰动的抑制算法。Matlab仿真结果表明，本文的方法能够有效地抑制扰动．提高寻北仪寻北精度。     

基于抗差估计的全姿态多位置寻北

为解决寻北过程中需要人工调平而耗时较长的问题,结合全姿态多位置寻北模型,采用总体最小二乘法估算北向角;该算法将陀螺漂移转化为测量误差,而转台倾斜误差、轴系误差及安装误差等同系数矩阵误差,在忽略较少误差项的同时完成寻北过程;并根据实际数据中含有粗差的情况,提出抗差总体最小二乘方法,引入IGGⅢ等价权函数消除粗差数据的影响,从而提高算法在含有粗差数据时的寻北精度;仿真数据分析和实验结果表明:该算法能有效削弱粗差对寻北精度的影响,实现全姿态高精度寻北。     

基座扰动影响磁悬浮寻北仪精度的数据处理方法研究

影响磁悬浮寻北仪精度的因素可分为高频噪声干扰和低频大能量干扰,为消除基座扰动对磁悬浮寻北仪精度的影响,采用小波预处理消除系统内部高频噪声影响;并提出基于EMD分解干扰点检测的三次样条插值包络均值滤波结合抗差估计的新算法,以有效消除外界低频大能量干扰。对比分析算数均值滤波和最小二乘法的寻北结果精度,计算结果表明,存在外界异常干扰时,提出的处理算法可以得到更高的寻北精度。     

利用AR模型进行动态寻北中有色噪声的控制

采用旋转调制技术,研究了以动调陀螺为角速率传感器的全姿态寻北仪。为了控制有色噪声对动态寻北的影响,利用观测残差建立了有色噪声的AR模型,对有色噪声进行了拟合与预报,并利用改正后的观测信息、基于抗差估计原理构造了高崩溃污染率的初值辅以IGGⅢ方案迭代解算的混合算法。计算结果表明:采用AR模型对有色噪声进行拟合与预报,能够有效控制有色噪声的影响,并提高动态寻北的精度和可靠性。     

多输入多输出信道估计算法的仿真研究

研究无线通信,提高数据传输率,是无线通信领域关心的问题.信道估计精度对系统性能有着直接的影响.由于无线通信信道具有时变性,传统信道估计算法很难对时变信道进行准确估计,为了提高多输入多输出信道估计精度,提出一种采用基于粒子滤波的MIMO-OFDM时变信道估计方法.算法首先采用时变信道频率响应的状态空间方程将时变信道估计问题转化为序贯状态估计问题,然后通过粒子滤波算法对序贯状态估计问题进行求解,得到当前时刻的信道状态.仿真结果表明,与传统信道估计方法比较,不仅降低估计均方误差和误码率,估计精度更高,而且很好地提高了信道通信性能.     

标量及对角阵加权的序贯估计融合算法研究

针对多传感器分布式估计融合系统,在最小化估计误差的协方差矩阵迹的准则下,采用标量加权及对角阵加权融合方法,提出了估计误差相关条件下的序贯处理式最优估计融合Kalman滤波器。该融合滤波器以两传感器估计融合算法为基础,对传感器采集信息依次进行融合计算,得到多传感器融合结果。比较两种算法与局部滤波器的估计精度,并进行了仿真。仿真结果表明了基于加权估计融合的序贯处理算法的可行性和有效性。     

基于系统浸入和流形不变自适应方法的静止无功补偿器非线性鲁棒自适应控制方法

本文提出一种将系统浸入和流形不变(I&I)自适应控制方法与L2-增益抑制鲁棒控制方法相结合的静止无功补偿器(SVC)的非线性鲁棒自适应控制方法.所提方法首先通过参数估计误差和鲁棒控制律的设计,使得所构造的表示参数估计误差函数的流形不变且吸引,从而使参数估计误差在这一流形上收敛于零.然后,通过所设计的可调参数对参数估计误差的收敛性能进行控制,以此来保证参数估计器对不确定参数的自适应估计能力.最后,采用自适应逆推算法推导鲁棒控制律,并通过使不确定外部扰动满足从输入到输出的耗散性来保证系统对不确定扰动的鲁棒性.仿真结果表明,利用所提方法设计的SVC控制器和参数替换律在参数估计、发电机功角动态响应方面优于传统自适应逆推算法,从而提高了输电系统的稳定水平.     

基于FFT的陀螺寻北仪误差补偿

传统提高陀螺寻北仪精度的方法主要是选用高精度陀螺、提高转位精度、增加转位数、通过数字滤波消除外界干扰等,这些方法大多针对寻北仪的某方面误差因素进行改进,而对寻北仪整体的误差特性研究较少。通过对陀螺寻北仪综合误差特性的分析,提出了基于快速傅立叶变换(FFT)的寻北仪误差补偿方法。该方法首先测量出寻北仪的整周误差,然后通过求取FFT系数完成对寻北仪的系统级误差补偿,该方法尤其对寻北仪制造过程中的结构误差和测量元件的常值漂移残差具有良好的补偿效果。经产品验证可以在保持现有陀螺和转位精度不变的情况下,提高寻北精度3倍以上,具有良好的工程实用价值。     

快速寻北仪的设计与实现

介绍了应用于某型号战车的快速寻北仪的组成及技术实现。硬件核心部件采用80C196KC单片机，主要完成对陀螺及加速度计信号采集。软件采用了模块化的设计思想，完成寻北值的解算及与上位机的通信等。针对寻北仪的特点，提出相应的抗干扰措施及滤波算法。各项指标均达到设计要求。     

ARMA模型在光纤陀螺惯导系统寻北中的应用

在光纤陀螺捷联惯导系统寻北过程中,光纤陀螺的随机漂移是影响其精度的重要因素。论文提出了一种建立三阶自回归模型AR（3）方法,实现了高精度FOG捷联惯导系统静态输出信号的在线建模,并采用强跟踪卡尔曼滤波技术进行误差的实时滤波。寻北试验结果表明,寻北精度有了明显的提高,从而验证了方法的可行性,具有工程实用性。     

基于复合自适应律的直线电机自适应鲁棒控制

自适应鲁棒控制(ARC)能克服参数不确定性与扰动对系统的影响, 具有良好的输出跟踪性能. 然而常规ARC的参数估计值难以逼近真值. 为实现高性能的控制与准确的参数估计, 本文提出了基于复合自适应律的自适应鲁棒控制(CAARC). 该方法同时采用了输出误差与参数估计误差的相关信息构造自适应律, 具有比常规ARC更好的参数估计效果. 本文在理论上证明了CAARC的闭环稳定性与参数估计误差的收敛性, 并通过分析表明CAARC具有比常规ARC更好的输出跟踪性能, 最后通过仿真验证了该方法的有效性.     

Output feedback preview tracking control for discrete-time polytopic time-varying systems

This paper focuses on the problem of static output feedback preview tracking control for discrete-time systems with time-varying parameters subject to a previewable reference signal. We develop a design method of a robust controller with integral and preview actions achieving robust tracking performance. First, an augmented error system including future information on reference signal is constructed by introducing two new related auxiliary variables to the original system state and input. This leads to a tracking problem being transformed into a regulator problem. Then, a previewable reference signal is fully utilised through reformulation of the output equation for the augmented error system while considering a static output feedback. Meanwhile, the static output preview control gains are solved explicitly by the proposed conditions. Finally, a numerical example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

一种基于小波变换的红外导引头信号检测方法

针对某型号红外导引头信号的检测问题,提出了一种基于离散平稳小波变换的微弱脉冲信号检测方法.根据有用脉冲信号与噪声信号在频谱特性上的差异,对导引头信号进行多尺度的离散平稳小波变换,利用分解后得到的低频近似信号逼近信号中的低频噪声来滤出低频噪声的干扰,同时采用阈值去噪的方法处理信号中的白噪声.将该方法应用于仿真信号和真实导引头信号检测,仿真实验结果表明:该方法在有效克服传统离散正交小波变换去噪时容易产生的Gibbs现象的前提下,极大地提高了导引头信号的信噪比,增强了导引头的探测能力.     

一种OFDM系统中的符号定时同步方法

正交频分调制（OFDM）是一种高效的数据传输技术，具有良好的抗频率选择性衰落能力，并且提高了频谱利用率。但是OFDM对同步误差十分敏感，特别是符号同步误差。传统的MLE算法虽对符号定时估计很有效，但在ISI干扰情况下性能不高。针对MLE算法的不足，提出了一个基于新的算法。同时通过Matlab的模拟仿真表明，在信噪比较高时，新的算法定时估计性能优于MLE算法。