改进型过零点测频法在常规弹药转速提取中的应用

针对高速旋转弹转速高、传统微惯性器件量程小的问题,提出采用磁阻传感器测量高转速常规弹药在飞行过程中的转速。以磁测信号为研究对象,首先分析传统的“线性插值”过零点测频法和基于“最小二乘”的改进型过零点测频法提取弹丸转速的原理,并作MATLAB仿真;然后研究信噪比对两种算法测量误差的影响,得出“最小二乘”过零点测频法用于常规弹药转速提取时误差较小;此外,研究了使该改进型过零点测频法误差达到最小的相位角选取原则;最后采用此方法对某型号常规炮弹的实弹数据进行时频分析,得出炮弹全弹道转速信息。     

运动体方位测量信息融合技术研究

针对角速率陀螺误差随时间积累和磁罗盘易受外界干扰的问题,为了提高运动体方位测量的精度,设计了角速率陀螺和磁罗盘方位信息融合方案。分析了磁罗盘和角速率陀螺的误差特性,进行了误差建模,构建了卡尔曼滤波模型,提出一种能够检测磁罗盘低频干扰,并对干扰误差进行剔除的前置检测环节(PDL)。通过仿真实验可知,该算法不仅能够有效地抑制磁罗盘高频干扰和角速率陀螺的积累误差,同时也可很好地抑制磁罗盘的低频干扰误差,可以给运动体提供较高的方位信息。     

弹丸动态参数测量的方法研究

针对目前采用外弹道测试技术测量弹丸转速,炮口初速及章动参数难度大,装置复杂等问题.介绍了利用测量弹丸转速解算炮口初速和章动参数的新方法.弹载测试仪以地磁传感器为信号源,基于动态存储测试技术,集信号采集、存储、无线传输于一体.实弹结束后,读取存储器的数据,得到弹丸的转速信号,利用公式可以对炮口初速进行解算.对弹丸转速信号进行去基线、定标转换处理后的包络线即是章动曲线,根据信号的规律可以解算出章动参数.测试结果与外测法测得的结果基本一致,该方法可测量弹丸参数.     

一种基于磁传感器的MEMS陀螺标定方法

根据微型航姿测量系统各传感器的特点,研究出了一种基于磁传感器输出的MEMS陀螺标定方法,并根据MEMS陀螺误差参数模型设计相应的补偿算法,分别对MEMS陀螺的零偏和标度因数误差进行了补偿。与传统标定方法相比,该方法实现简单,适用于现场标定。实验结果表明,该标定方法能够有效地提高MEMS陀螺测量精度,补偿后陀螺在静态条件下2分钟内,俯仰角漂移小于0.035°,倾斜角漂移小于0.15°,航向角的漂移小于0.2°。当陀螺三轴均有角速率输入时,在角速度小于25°/s情况下误差都能保持在±2°以内。     

无人机捷联航姿系统误差分析与补偿

针对由三轴磁传感器、三轴微机电系统(MEMS)加速度计和三轴MEMS速率陀螺构成的无人机捷联航姿参考系统(AHRS),在详细分析3种传感器误差来源的基础上,建立了与之相适应的误差数学模型;根据传感器自身特点和九轴传感器的测量特点提出了相对应的误差补偿算法.试验结果表明:磁通门传感器的航向角最大误差由补偿前15°降低为补偿后1.6°;补偿后加速度计的俯仰角最大误差为0.25°,倾斜角最大误差0.35°;速率陀螺的静态误差补偿在3.5 min之内航向角误差为±0.3°,俯仰角补偿后误差±0.4°,倾斜角补偿后误差±0.4°;当速率小于15°/s时,动态误差控制在±1°.     

地磁传感器在弹载测试系统中的应用

介绍了地磁传感器的工作原理、结构及其在弹载测试系统中的应用,针对弹载测试的特殊性,设计了一种基于薄膜线圈式地磁传感器的弹载测试系统,该系统具有误差不随时间积累、可靠性高、响应速度快等优点,简述了弹载测试系统的工作原理、系统硬件结构及薄膜线圈式地磁传感器的信号调理电路,经过实弹测试验证,该地磁式弹载测试系统能准确测量弹丸的加速度和转速的实际飞行参数。     

车载导航系统中航向信息融合技术研究

为了提高运动载体航向测量的精度,针对角速率陀螺误差随时间积累和磁罗盘易受外界磁干扰的问题,设计了磁罗盘、角速率陀螺和GPS航向信息融合方案.文中分析了磁罗盘、角速率陀螺和GPS的误差特性,进行了误差建模,构建了综合滤波模型,然后根据GPS可能出现的信息失落、遮挡等问题,采用一种能够检测磁罗盘低频磁干扰,并对干扰误差进行剔除的前置检测环节(PDL).通过仿真实验可知,本文研究的信息融合算法不仅能够有效地抑制磁罗盘高频磁干扰以及角速率陀螺的积累误差,同时也可很好地抑制磁罗盘的低频干扰误差,可以给运动载体提供较高精度的航向信息,且在GPS信号质量不好的情况下,基于PDL的补偿滤波可作为一种辅助方案,保证载体在较长时间内保持较高精度的航向.     

一种新型磁阻传感器的研究及应用

介绍了美国Honeywell公司生产的磁阻弱磁传感器的性能特点,以及由其组成的三轴智能型弱磁传感器在测量磁航向方面的应用.实验结果表明:在捷联状态下,用垂直陀螺提供载体的姿态角,在俯仰角、倾斜角达±45°的情况下,测角精度优于 0.6°.该传感器应用的显著特点是体积小、重量轻.它与垂直陀螺组成简易捷联航姿系统,已用于无人机的控制与导航.     

基于陀螺辅助的磁罗盘抗干扰测量方法

为了解决磁罗盘使用过程中受到的磁干扰和加速度干扰影响测量精度问题。提出了基于陀螺辅助的磁罗盘抗干扰测量方法。选取磁罗盘姿态四元数微分程和传感器误差模型共同构建系统的滤波模型,由自适应卡尔曼滤波算法实现磁罗盘姿态估计,并借助于无磁转台对测量方法进行了实验验证,结果表明该方法是可有效实现磁罗盘的抗干扰测量,且能提高磁罗盘测量精度。     

漏磁式交流异步电机测速仪

论述了利用检测电机漏磁来测量转速的方法。简单介绍了漏磁式转速传感器的工作原理，着重叙述了系统的硬件和软件设计，给出了程序框图。     

Design of micro-retainer to counter-balance spinning seismic proof mass

An innovative magnetic module which is concurrently capable of performing as an actuator and a sensor is proposed and analyzed. The magnetic module is basically similar to a micro-scale Linear Variable Differential Transformer (LVDT) which is employed to actively adjust the height of a rotating seismic disc used in a gyroscope so that the pitch rate induced by Coriolis effect, due to exerted angular excitation, can be accurately measured. That is, the micro-magnetic module acts like an actuator for height regulation on the seismic proof mass by applying appropriate electric current to the primary winding of the LVDT unit. On the other hand, the secondary winding pair of the LVDT acts like a sensor which can detect the gap change, between the seismic rotating disc and the micro-magnetic LVDT module, and the rotation speed (i.e., frequency) by the induced current.     

基于卡尔曼滤波算法的MEMS陀螺仪误差补偿研究

为了补偿MEMS陀螺仪的漂移误差,本文采用了一种新的卡尔曼滤波算法。文中对MPU3050陀螺仪进行分析,提出其漂移模型。通过分析陀螺仪的误差,建立陀螺仪的误差模型。卡尔曼滤波的效果通过阿伦方差进行评估,与其他滤波算法比较,在MEMS陀螺仪中采用卡尔曼滤波算法可以有效的减少SCM（单片机）计算,并在转台上对陀螺仪进行测试。实验结果表明,结合误差模型和卡尔曼滤波算法可有有效的减少陀螺仪的漂移误差。     

马运动轨迹复现方法及其应用研究

根据陀螺仪传感器的构成原理,实现了ADIS陀螺仪传感器对六自由度数据的采集。基于LabVIEW软件读取采集的数据并通过傅里叶频域积分实现了数据由加速度到位移、角速度到转角的转化,显示了马的运动轨迹,实现了LabVIEW软件对原始数据和转换后数据的动态仿真。提取转化后的六自由度位移和转角数据移植给六自由度机器马,证明机器马可以跟踪真马的运动轨迹,验证采集过程中数据转化的正确性。     

基于多传感器的行人航向推算算法研究

针对室内行人航位推算(PDR)系统中单一地以陀螺仪作为航向估计会出现误差累积和航向角偏移的问题,提出一种由方向传感器和陀螺仪组合的航向角校正算法。首先,利用卡尔曼滤波（Kalman Filter KF）分别消除方向传感器的信号干扰和陀螺仪的动态漂移误差;然后,通过陀螺仪和方向传感器测量的航向角差值是否超过阈值来判断是否存在硬磁场干扰;最后,根据硬磁场干扰情况对航向角估计值进行相应的角度补偿得到新的航向角估计值。实验表明,该算法的航向推算性能优于启发式漂移消除算法和增强式启发式漂移消除算法。     

基于TLE4966L霍尔元件的转速传感器设计

采用价格低廉的TLE4966L型双通道霍尔元件和多级充磁磁鼓设计了一种可用于旋转设备旋转速度和方向检测的转速传感器.该传感器结构简单、性价比高、工艺性强,便于实现批量化生产,通过对其信号进行滤波、整形,提高了抗干扰能力.测试结果表明该传感器的测量精度较高,性能稳定,能够满足实际的测试需要,具有一定的实用价值.     

基于GMR的可辨向齿轮转速传感器的研制

设计了一种可辨向的巨磁阻（GMR）齿轮转速传感器。该齿轮转速传感器同时利用两路巨磁阻芯片作为敏感元件,分别采集并处理在齿轮转动过程中引起的磁场扰动信号,然后通过单片机对这两路信号进行运算处理,即可获得齿轮转动的速度及方向。所研制的可辨向巨磁阻齿轮转速传感器具有高精度、测量间隙大、便于使用等特点。     

通过互补滤波器来实现的传感器融合技术

该文在分析了Android设备相关传感器后,对其工作中会出现的问题提出了新的方案,并通过图表说明了其工作方式,提出了通过互补滤波器来实现传感器融合,只要对加速感应器和磁场感应器作类似低通滤波的处理,而对陀螺仪作类似高通滤波的处理,然后整合它们的结果数据,就可以得到相对精确的结果,且通过软件的形式来实现这一技术。     

一种捷联惯性导航系统的旋转控制机构设计技术

如果在现有光纤陀螺精度基础上进一步提高捷联惯性导航系统的导航精度,采用误差自补偿的旋转调制技术势在必行。连续旋转对准方式是光纤陀螺惯导系统实现高精度对准的一种有效技术手段。为了实现高精度的单轴旋转光纤陀螺捷联惯性导航系统,提出一种实现单轴旋转导航系统所需的低功耗、低成本、中精度旋转控制方案,一般往复旋转运动的理想效果是旋转机构围绕载体坐标系的基准角,作匀速的往复旋转。航向解藕往复旋转模式是航向追踪运动与往复旋转运动的两种矢量叠加。旋转机构的设计方案集电子、自控、软件、机械于一体,惯导中的惯性测量单元置于旋转机构上,直流电机通过变速箱轴承驱动旋转机构转动,通过测角装置上传角位置,旋转机构带动惯性测量单元以设定的速率和旋转方式进行旋转和定位。经过理论分析、设计和试验验证,该旋转控制机构控制精度良好,可靠性好,能够满足中高精度光纤陀螺捷联惯性导航系统的研制需求。     

优化电磁式角位移传感器线性度

理论上分析了影响角位移传感器线性度的关键因素:角位移传感器径向磁场磁感应强度.通过对影响角位移传感器径向磁场磁感应强度的各个因素:初级线圈长度和半径、偏心圆盘偏心矩和半径、初级激励电压的分析.提出了各个因素优化来提高角位移传感器线性度的方法,得出了角位移传感器最佳线性度的性能参数.依据柴油机电子调速系统模拟实验装置平台,优化后的角位移传感器进行了电子调速器系统内、外环模拟实验.结果表明:电子调速系统的动态响应达0.25秒,线性度为0.4%.完全满足柴油机正常调速要求.