基于时频分析的非线性结构参数识别方法对比分析

针对非线性结构系统的参数识别问题,基于希尔伯特-黄变换、小波变换和同步挤压小波变换等时频分析方法,通过一个具有非线性刚度的框架结构数值算例对比分析了各种方法的优点与不足之处,数值结果表明:3种方法都能识别出结构的瞬时频率,但同步挤压小波变换识别效果要好于希尔伯特-黄变换和小波变换的识别结果.     

船用光学陀螺动态随机误差特性分析方法

惯性技术是舰船自主获取运动方位、姿态信息的重要方法之一,而激光和光纤陀螺已成为惯性导航、制导和动态精确测量的核心元器件,研究其随机误差特性对于提高舰船作战和测量具有非常重要的意义。介绍了光学陀螺随机误差特性和基于统计特性的随机误差分析方法,为更有效地测试和分析时变噪声环境下的陀螺特性,采用Allan方差(Avar)和动态Allan方差(DAVAR)来识别和分析陀螺输出数据。对比分析了纯白噪声特性和光纤陀螺实验数据中随机噪声类型和水平的辨识结果。结果表明,DAVAR能对光学陀螺长时间运行下的时变噪声特性进行有效识别和分析,准确地反映陀螺的动态特性。     

面向舰船应用的光纤陀螺工程化关键技术

光纤陀螺在国内已经进入高速发展时期,其面向舰船的应用也越来越受人瞩目.在高精度光纤陀螺工程化过程中,目前若干关键性技术仍未获得突破.本文介绍了光纤陀螺的基本原理,着重对干涉式光纤陀螺的结构和工作原理进行了说明;介绍了光纤陀螺国内外最新发展水平,以及在舰船上的应用情况;对高精度光纤陀螺工程化过程中所遇到的2项关键技术,即光纤陀螺长期温度稳定性技术和抗振技术进行了分析,并结合多年的实验经验,提出了具有实际参考意义的解决途径和措施.     

舰船惯导系统陀螺电机多信息测试系统设计

陀螺仪是舰船惯导系统的核心组成部件。陀螺电机直接为陀螺仪提供驱动力矩,其工作状态直接决定了陀螺仪性能。针对陀螺电机的测试需求,构建了基于PXI硬件架构和LabVIEW软件平台的陀螺电机多信息测试系统。系统基于NI4070数据采集设备,实现了陀螺电机声音、转速传感器、电压、电流等信息的无损测量,为陀螺电机特征参数的提取和预测提供数据依据,为陀螺仪及舰船惯导系统的性能评估提供技术途径。     

硅微陀螺仪数字化温度补偿系统的实现

分析了温度影响陀螺零偏的机理,由温度实验得出硅微陀螺仪零偏与温度呈较复杂的非线性关系;根据实验数据拟合出零偏与温度在三个温度段内的数学表达式;设计了相应的温度补偿系统,该系统以新华龙C8051F363单片机为核心,根据实时测量的温度值经由拟合的多项式计算出各温度下的补偿值,将陀螺原始信号减去补偿值即可得到补偿后的陀螺信号.经温控实验测定,在-40℃-80℃的范围内,补偿后陀螺零偏随温度变化的趋势项基本被消除,且陀螺零偏减小了一个数量级,补偿效果明显.     

陀螺壳体旋转监控技术

陀螺壳体旋转法监控技术有助于提高平台罗经系统精度、减少陀螺漂移与加速度计误差。本文首先介绍了该项技术的应用背景；详细阐述了系统结构特性、基本工作原理、机械编排与稳定回路，以及实现方法；本文深入研究了旋转平台转速的选取方法并分析了系统误差；最后计算了典型情况下旋转壳体的转速。结果表明：采用陀螺壳体旋转法监控技术可以有效地调制陀螺漂移、从理论上可提高陀螺仪精度二至三个数量级，从而使平台罗经系统精度得到很大的提高。     

基于改进离散S变换算法的常规通信信号分选识别模型

S变换由于其良好的时频结合特性,在信号处理领域受到了极大重视.论文在研究S变换基本原理的基础上,针对目前常用的离散S变换算法进行了分析,提出了改进的离散S变换算法,以减少离散S变换的运算量,实现离散S变换的快速运算,并建立了同时多目标常规通信信号分选识别模型,进行信号样式识别和参数提取.实验和算法性能分析证明了算法和模型的有效性.     

船舶减摇陀螺装置理论探讨及仿真研究

建立了船舶-陀螺系统的运动方程,研究了船舶-陀螺系统的动态特性。针对某一型船,对船舶-陀螺系统进行仿真分析,分析表明配置于该船的减摇陀螺其减摇效果可达70%以上。     

运转状态下推进轴系冲击动力响应分析

舰船推进轴系有可能在运转时遭受水下非接触爆炸冲击,而以往关于冲击响应的研究只是针对非运转状况。运转状态下轴系的冲击响应必须考虑陀螺效应和轴系本身工作载荷的影响。建立了考虑陀螺效应、剪切力、弯矩、支撑轴承油膜力的推进轴系冲击动力学模型。在时间域和空间域分别采用直接积分法和Galerkin有限元法求解方程,得到了系统冲击响应的时间历程。对一工程实例进行解算,得到的主要结论为:陀螺效应即转速对响应的影响明显;工作载荷增大了系统固有频率,使得冲击响应增大,但总的响应不是工作载荷和不考虑工作载荷时冲击响应的绝对值相加;在所提工程实例中,应力响应的大值集中在轴系的两端,即螺旋桨位置和推力轴承位置,最大响应位移在螺旋桨位置。     

时频分析及其应用

介绍了时频变换和小波变换,利用三级小波包分解,获取信号能量分布的特征向量,根据信号能量分布的特征向量相关系数,确定两种信号相关程度,给出了识别不同信号的识别方法.试验表明本方法在车辆噪声、振动源识别应用方面比传统的分析方法更为简单、有效,为车辆振动和噪声控制的研究提供了新的测试手段.     

基于双轴速率转台的IMU440惯性测量单元快速标定方法与实验

在捷联惯导系统中,惯性器件的确定性误差是系统误差的主要原因之一。为了提高惯导系统的输出精度,必须对这一误差加以补偿。以美国Crossbow公司开发的IMU440惯性测量单元为对象进行了快速标定实验,建立了陀螺仪和加速度计的误差模型方程,提出了用于辨识陀螺仪和加速度计误差模型参数的速率和位置标定法,根据两种标定方法得到了IMU440惯性测量单元的误差模型,最后对误差模型进行了校验。实验结果表明,误差补偿后的惯性器件输出值可以很好地接近理想输出值,大大降低了捷联惯导系统的输出误差。     

基于浮点DSP+ARM的光纤捷联/GPS组合导航计算机的设计

介绍一种基于DSP TMS320VC33PGA和ARM系列微处理器S3C44B0X构成的光纤捷联/GPS组合导航计算机的设计,详细介绍了系统硬件结构设计、高精度数据采集电路、FPGA接口电路设计、FLASH程序引导设计以及系统软件设计.通过实验室三轴转台实验证明该系统具有实时性好、精度高、体积小的优点.     

激光陀螺导航系统硬件平台的设计

为减小硬件平台的体积,提高系统的集成度,在激光陀螺导航系统硬件平台设计时,对硬件平台的核心部分采用内嵌处理器硬核的FPGA进行导航数据的实时解算,并在FPGA的内部逻辑中集成IP核来实现数据采集、接口通信和显示控制等功能。     

奇异值分解故障检测法在捷联惯导中的研究

陀螺仪是惯导系统的核心元件,文章针对光纤陀螺信号的特点,将奇异值分解算法（SVD）应用于陀螺故障检测中,该方法不仅能检测出单个陀螺发生故障的情况,而且还能有效地检测出两个陀螺同时发生故障的情况,有效提高了系统的可靠性。文中以六个单自由度陀螺冗余惯性导航系统为研究对象,合理地布置测点,实现了对系统中关键的部件进行状态检测,仿真结果验证该方法是可行的。     

基于飞行轨迹的捷联惯导系统算法仿真

根据载体在空间中的运动特点,利用工程软件Matlab对基于飞行轨迹的捷联惯导系统算法进行了仿真。先是通过建立基本运动模型模拟出载体的飞行轨迹,然后进行逆运算求出陀螺仪和加速度计的模拟输出量（角速度和比力）作为系统输入,并加入模拟噪声,最后通过合理的力学编排计算出运动载体的位置和速度信息,仿真结果验证了算法的正确性和系统的可行性。     

船用指北平台式惯导模拟器中轨迹发生器设计

针对船用指北方位平台式惯导模拟器的需要,设计了一种贴合于舰船实际情况的轨迹发生器。根据舰船常见的运动状态给出了轨迹发生器的解析式方程,以及需要输入软件系统的运动参量,并在实验部分对设计的轨迹发生器进行了仿真实验。通过将轨迹发生器生成轨迹以及惯导在轨迹发生器生成的IMU参数下,自主、组合工作模式生成的轨迹进行比较,证明了算法的有效性。本文研究结果可为下一步船用指北平台式惯导模拟器的设计提供软件支持。     

舰船航姿发送系统的数字化改进设计

随着现代惯性导航设备（特别是捷联导航设备）的发展,惯性测量单元（IMU）大多以数字平台的方式存在,发送数字信号简单而方便;为兼容一些设备的模拟电机接收,对原有的舰船航姿发送系统进行数字化改进就显得十分必要了。该文提出了某舰船航姿发送系统的数字化改进设计的原理、方案和实现的一些关键措施,并列举了该系统的特点和与原系统的优势所在。     

基于卡尔曼滤波的地形辅助导航

利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。该文利用多波束测深系统测量真实地形数据,在此实测地形图的基础上,采用ICCp算法为对准匹配算法,得到水下载体的最佳匹配位置,提高水下载体的导航精度。并利用仿真以平台式惯导系统为例,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计,取得了较好的效果。     

船用静电陀螺导航仪误差分析

通过加扰动的方法详细地推导了空间稳定平台结构配置方案的船用静电陀螺导航仪在惯性坐标系的误差方程,即位置误差方程和速度误差方程,并以开环的方式将它们变换为地理坐标系的位置和速度误差.     

重力场和地磁场综合匹配在导航中的运用

以重力等值线图辅助惯性导航匹配为主要的匹配方法,同时用地磁等值线图来修正重力辅助惯性导航中的误差,以达到航迹的精确匹配。最后利用重力场数据和地磁场数据进行仿真,实验结果表明该算法相比于使用单一的惯性导航算法,提高了匹配精度。