水下潜器捷联惯导系统初始对准技术研究

研究摇摆基座上进行的惯导系统初始对准技术，提出了水平对准采用二阶调平、方位对准采用四元数补偿的初始对准方案。通过计算机仿真，验证了在载体的干扰频率特性已知的情形下，该方案可以有效地实现晃动基座上的对准。     

船用捷联惯性导航系统惯性系快速对准算法

为满足船用捷联惯性导航系统对准快速性和精确性的要求,提出一种系泊条件下的捷联惯导系统快速初始对准方法。利用三阶调平回路进行水平精对准,直接计算出重力加速度在基座惯性坐标系下的投影,并采用加权求平均算法对重力加速度的投影进行平滑。最后根据惯性系下重力加速度慢速圆锥变化的特性,利用平滑后的重力加速度实现舰载捷联惯导快速初始对准。对所提出的快速对准算法进行了仿真,并利用系泊实验进一步验证了惯性系快速对准方案的可行性。结果表明,所提出的快速对准方法在6分钟内完成了初始对准,且对准精度满足中等精度捷联惯导系统要求。     

一种冗余惯性导航系统的非线性初始对准模型

通过合理的冗余配置惯性导航系统中惯性传感器,充分利用冗余惯性传感器的重复量测值,提出了一种非线性初始对准模型。该模型直接利用惯性传感器的量测输出作为观测值,3个姿态角作为状态变量,有效的降低了模型的维数和提高了模型的可观测度,从而保证了初始对准的精度和速度。通过分析表明,初始对准的稳态精度取决于惯性传感器的常值误差。仿真结果表明,非线性初始对准模型对准过程中的稳态精度与传统的初始对准模型的稳态精度相当,但是在实时性方面,它能够在5s内使3个失准角同时收敛。     

基于可观测性分析的单轴激光惯导初始对准方法研究

在单轴旋转激光惯导系统中，采用奇异值分解的方法对系统进行可观测性分析，得出在初始对准过程中方位失准角的可观测度相对水平失准角较低，估计速度较慢，影响整个系统的初始对准速度。针对这一问题采用水平失准角的稳态估计值去估计方位失准角的方法。仿真结果表明：该方法可以有效提高方位失准角的估计速度。     

基于AKF的组合对准方法在AUV中的应用

针对水下航行器(AUV)初始对准过程中,由于惯性测量器件的测量精度不高,导致系统自对准的精度不高的问题,提出在初始对准阶段采用DVL辅助的组合对准方法,引入 DVL提供的速度信息提高对准的精度.建立AUV中系统的状态方程和观测方程,同时为解决噪声不确定导致滤波器发散的问题,提出将自适应卡尔曼滤波(AKF)用于组合对准中.通过采集到的实验数据验证基于AKF的组合对准方法的精度比较高,将其用于AUV的初始对准中是可行的.     

舰用激光陀螺双轴旋转惯导系统闭环对准方法

旋转调制惯导系统初始姿态误差由于其不可被调制,从而影响系统长航时的精度。本文针对激光陀螺双轴旋转惯导系统,以提高系统初始对准精度为目的,将系统初始对准过程作为随机控制系统处理。结合双轴旋转带来的优势,应用随机闭环控制理论,提出双轴旋转惯导闭环对准方案,并设计滤波器和闭环反馈控制律。利用实验室双轴转台和激光陀螺IMU,构建双轴旋转惯导半实物演示系统,验证闭环对准作为双轴旋转惯导系统精对准方法的可行性。试验结果表明,闭环对准方法与双轴旋转相结合,能够有效估计IMU误差并补偿,比传统的开环卡尔曼滤波对准精度高。     

鲁棒最小方差滤波在惯导初始对准中的应用研究

在运载体机动时，卡尔曼滤波器会导致捷联惯导系统初始对准时产生较大的机动误差。而H∞鲁棒滤波技术将噪声和不确定输入看作是只知道上界的参数，而不是统计特性服从某一分布的随机向量，从而提高了系统的鲁棒性。但由于H∞滤波一般不单独考虑系统不确定项的影响，从而得到的结果较为保守。因此，学者们又提出了离散时间不确定系统的鲁棒最小方差滤波技术。计算机仿真结果表明，用鲁棒H∞滤波器和鲁棒最小方差滤波器代替卡尔曼滤波器对SINS初始对准时的状态变量进行估计校正后，能有效降低SINS初始对准的机动误差，提高系统初始对准的精度。但鲁棒最小方差滤波器比鲁棒H∞滤波器滤波校正效果更好。     

基于支持向量机的惯性导航初始对准

详细分析了支持向量机(SVM)在非线性函数逼近的原理,并把支持向量机的这种特性应用到惯性导航系统的初始对准过程。仿真结果表明,支持向量机用于惯导系统初始对准问题的有效性,既可以获得与卡尔曼滤波器相同的对准精度,又可提高系统的实时性。     

扩张状态观测器在惯导系统初始对准中的应用研究

根据平台式惯导系统初始对准的误差模型,首先介绍了初始对准的卡尔曼滤波方法,而后研究了把扩张状态观测器与卡尔曼滤波器相结合用于惯导系统的初始对准方法,最后对系统在受干扰和未受干扰2种情况下,分别进行了仿真研究.仿真结果表明,该方法与卡尔曼滤波方法相比,在保证对准精度的条件下,系统姿态角对准时间大大缩短;在系统受到干扰时,该方法仍具有很强的适应性和稳定性.     

旋转调制式捷联惯导系统初始对准方案研究

初始对准技术是惯性导航的关键技术之一,其精度将直接影响导航精度。旋转调制式捷联惯导系统在一定的旋转方案下虽然可以将惯性组件的误差调制掉从而提高系统导航精度,但其初始对准的误差则不受调制,所以有必要对旋转调制式惯导系统的初始对准进行深入研究,确定适合旋转式捷联系统使用的对准技术和方案以进一步提高系统精度。文章对可应用于旋转调制式捷联惯导系统的三种对准方案做了研究分析并进行了仿真。结果显示,二位置对准方案可显著提高系统变量的可观测度,连续旋转方案对准精度最高,收敛速度最快,效果最好。     

GPS在秦皇岛煤五期码头工程中的应用

秦皇岛港煤五期工程为外海作业施工,陆上无法进行测量控制。通过GPS测量定位系统与传统施工工艺相结合,提高了测量定位精度和施工效率,满足了施工需要。尤其是GPS在基床抛石整平和沉箱安装中的应用取得很好的成效,值得在类似工程中推广。     

某V型高速柴油机振动测试及动力学分析

针对某艇主机12缸V型高速柴油机振动过大的问题,开展柴油机动力学分析与振动测试,得到各主要工况下的振动响应。研究结果表明,柴油机振动干扰成分丰富,且分布在很宽的频域上,主要干扰频率为基频的0.5阶、1.0阶及3.0阶,设计时应重点考虑隔振系统刚度与主要干扰阶次的关系。对主机振动过大的原因进行分析,结果表明引起共振的干扰频率、存在激励力或结构局部共振、柴油机结构轻量化及刚性较低是主要影响因素,对柴油机减振设计具有指导意义。     

Robust autopilot with wave filter for ship steering

Research was done to overcome traditional problems associated with automatic steering systems of a ship in a seaway. A ship＇ s dynamic model with wave disturbances was built and a wave filter was designed by means of an extended states observer （ESO）. The model estimated the low frequency motion component from a heading measurement corrupted by colorednoise, so back-and-forth steering caused by high frequency wave disturbances was avoided. At the same time, a robust autopilot system, designed by variable structure control theory, was presented. Simulation results achieved in dangerous sea status show that the wave filter works very well and the autopilot has strong robustness to environmental disturbances and model perturbation, and more importantly, the frequency of rudder adjustments is reduced noticeably.     

基于Matlab的IIR数字低通滤波器的设计方法

详细的阐述了IIR数字滤波器设计的一般步骤,首先根据给定的目标数字滤波器的性能指标,将其转换为模拟滤波器的指标参数,再根据巴特沃思（Butterworth）低通模拟滤波器的设计原理设计出相应技术指标下的模拟低通滤波器,最后采用双线性变换将设计出的模拟低通滤波器转换为数字滤波器,即得到了期望的IIR数字滤波器。针对实例,在Matlab环境下分别设计出了4阶、11阶、25阶的IIR数字滤波器,通过仿真验证了滤波器的速度与滤波效果之间不是完全的统一。最后,分析了双线性变换频率畸变现象,造成相同频率下离散后的幅值变小。通过频率预曲折方法对双线性变换进行相应的补偿。以25阶滤波器为例,仿真结果显示,在指定频率处实现了幅值在转换前后大小不变的效果。     

压力补偿器在升船机液压系统中的应用

水力式垂直升船机具有大载荷、大行程、变载荷的特点,它要求系统能够可靠、平稳、安全运行,因而需解决负载变化状态下的阀控系统流量稳定性以及变流量状态下的压力稳定性等技术难题。采用比例换向阀+压力补偿器、比例流量阀+压力补偿器的模式实现了变负载状态下调平、均衡油缸的速度稳定可调,以及流量变化状态下夹紧系统卸荷压力可控,使系统运行平稳、可靠。     

变频信号的频谱分析方法

由于电磁干扰测量接收机主要是针对稳态信号进行测量,无法有效地测量高速直线电机变频信号产生的低频电磁干扰。本文提出了曲线拟合、短时FFT和模拟接收机等三种变频信号频谱特性的分析方法,并给出了三种频谱分析方法的特点及适用情况。     

基于HMC1053的低频磁场三维时域测量技术

国内在磁场时域测量方面侧重于单频磁场的测量,宽频磁场三维时域波形的测量研究少见报道。在三维磁场传感器HMC1053的基础上,研制一种适用于低频磁场的测量装置,可以直接读取空间宽频磁场的三维时域波形,设计适用于HMC1053的置位/复位电路,提高仪器的可靠性和准确度。     

信道占用度测试在通信选频中的应用

通常在干扰试验中,通信双方首先要选择较安静的频段用来传输信息,这首先就需要对所需的频段进行监测,了解信道的占用情况,以确定可用的通信频率。本文研究了信道占用度的测量方法,并在某自动化测量系统中实现。     

Nonlinear hydrodynamic responses of submerged moving payload in vicinity of a crane barge in waves

The wave interaction with a submerged cylindrical payload subjected to constrained motions in presence of a nearby floating crane barge is investigated in the three-dimensional numerical wave tank using a fully nonlinear potential flow model in the time domain. Numerical simulations are carried out to investigate the hydrodynamic features of this submerged payload under pendulum motion in water waves as well as while it moves towards the sea bed at a constant vertical velocity. It is known that the presence of multiple side by side floating bodies in waves can create significant drift motion. In the present study the similar drift motion is observed for the side by side floating barge and submerged payload and it appears that the submerged payload under constrained motions may face a very large mean drift motion of nearly seven times that of the incident wave amplitude in the beam sea upstream condition. Emphasis is also given towards investigating and understanding the influences of natural frequency of the payload and shielding effect due to the presence of the floating barge. It is found that natural frequency coupled with shielding effect generates remarkable low frequency components in payload responses both in the head sea and the beam sea situations. The effect of different cable lengths, wave maker frequencies and downward moving velocities on payload responses under several geometric setups are studied and compared, and interesting features such as increased low frequency movement of the payload near the natural frequency region and existence of considerable low frequency motions even at a greater depth (while the payload is quite below the free surface) are observed.     

基于PLC实现工频/变频电源的切换

本文指出了传统的继电器．接触器控制电路的缺点,介绍了以计算机为基础的现代工业控制产品PLC和变频器,目的是要替代传统的控制方法,解决工业控制中工频／变频电源之间的切换问题,实现电动机在工频／变频两种模式下运行,在变频器出现故障时自动切换到工频运行方式并报警。实践证明这种控制方法安全可靠。