船舶结构分布式测量系统及其模型

基于船舶挠性结构变形测量的现状、捷联惯导系统的应用现状和目前光纤布拉格传感器可复合使用、波长编码的独特优点,本文提出采用捷联惯导系统与分布式光纤布拉格光栅组成对船舶结构进行变形测量和健康监测的设计方案,分析了可行性,并建立了由捷联惯性系统和光纤布拉格传感器组成的光电多传感器初步测量模型.     

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。     

基于惯性测量和卡尔曼多步观测器的船舶升沉运动测量方法

为了得到精确的船舶升沉运动信息,解决升沉加速度二次积分后的漂移和相位超前现象,基于卡尔曼滤波算法建立船舶升沉运动的多步观测模型,提出一种基于惯性测量和卡尔曼多步观测器的船舶升沉运动测量方法。首先,升沉平台模拟船舶升沉运动,使用惯性测量元件采集升沉加速度,经过滤波二次积分得到升沉位移。然后,对升沉加速度进行误差分析,运用升沉位移与升沉加速度的关系建立船舶升沉运动的状态空间模型并利用状态转移矩阵进行多步观测,消除升沉位移的漂移和延时。实验结果表明,本文所提出的测量方法可以解决不同幅值船舶运动中的偏移和相位超前问题,测量误差在0.01 m之内,体现了测量的精确性。     

船用自由方位惯导系统性能分析与仿真

推导船用自由方位惯导系统在地理坐标系下的系统误差方程,通过求解静基座状态下的系统误差方程,研究各类误差源对自由方位惯导系统的影响,在此基础上完成动基座下系统误差仿真。理论分析及系统仿真表明,相比于指北惯导系统,自由方位惯导系统由于平台相对地理坐标系存在旋转角速度,调制水平方向惯性测量元件常值误差造成的系统误差,使得除平台x方向陀螺造成的经度常值误差项外,其他项均为震荡性误差,达到了抑制惯性测量元件误差效果。     

捷联惯性姿态测量系统的扩展遗忘因子递推最小二乘算法研究

在实际大型动态测量船动态变形测量应用中准确确定捷联惯性姿态测量系统噪声模型和相关性比较困难,采用常规卡尔曼滤波(KF)会导致较大的状态估计误差,甚至使滤波器发散.针对这一问题,在分析扩展遗忘因子递推最小二乘(EFRLS)算法的稳定性基础上将EFRLS估计误差与带系统相关噪声的卡尔曼滤波器估计误差进行了比较,并针对大型测量船动态环境采用EFRLS算法对变形参数进行了估计,仿真结果验证了EFRLS算法在噪声信息未知情况下的有效性.     

应用于捷联惯性姿态测量系统的EFRLS算法研究

在实际大型动态测量船动态变形测量应用中准确确定捷联惯性姿态测量系统噪声模型和相关性比较困难,采用常规卡尔曼滤波(KF)会导致较大的状态估计误差,甚至使滤波器发散。针对这一问题,在分析扩展遗忘因子递推最小二乘(EFRLS)算法的稳定性基础上将EFRLS估计误差与带系统相关噪声的卡尔曼滤波器估计误差进行了比较,并针对大型测量船动态环境采用EFRLS算法对变形参数进行了估计,仿真结果验证了EFRLS算法在噪声信息未知情况下的有效性。     

均匀优化设计在磁干扰补偿算法中的应用研究

载体磁场对地磁测量的干扰,一直是造成导航设备罗差、影响地磁测量精度的技术难题.本文针对12常系数补偿算法建模过程中耗时费力等不足,将均匀设计思想引入到优化求解建模的过程中,研究了载体磁场随其姿态变化对地磁测量的影响规律,提出了采用影响因子权值统计法设计载体姿态点,进而利用优化设计姿态点的磁测数据建立补偿模型,解决了复杂模型难以运用常规方法求取全局最优解的问题.通过试验证明,该方法可以利用载体较少姿态下的试验数据建立较高精度的补偿模型,缩短了试验建模的周期,提高了磁测补偿模型的精度.     

训练航行体水中轨迹和姿态测量方法

针对训练弹水中弹道测量要求,提出水声测量和惯性测量2种方案。对水声测量的原理和应用范围进行分析,对惯性测量的工作原理、姿态矩阵解算、初始对准和误差补偿等方法进行研究。建立一套惯性测量系统并应用于试验,获取了相应的测量数据。     

商业企业的顾客满意度经济计量模型研究

介绍了顾客满意的概念,对建立顾客满意度模型时所考虑的变量和变量之间的相互关系作了一般分析,并根据上述分析建立了顾客满意度的经济计量模型.这个顾客满意度的经济计量模型是一个递归模型.这个递归模型在理论上要先测量顾客期望、顾客对质量的感知和顾客对价值的感知,最后计算出顾客满意度.但是顾客期望、顾客对质量的感知、顾客对价值的感知和顾客满意度这些二级测评指标都是内生变量,无法直接测量.因此,本文首先建立并估算出这些内生变量组成建立结构方程式模型,然后估算出最终的顾客满意度的经济计量模型.     

考虑摩擦的滚珠丝杠式惯容器惯质系数修正方法

为了得到更加精确的滚珠丝杠式惯容器惯质系数,基于Frenet标架理论和赫兹接触理论,研究滚珠丝杠式惯容器中滚珠与滚道之间的差动速度,推出滚珠与滚道之间的摩擦效率,得到摩擦惯质系数进行计算方法.对滚珠丝杠式惯容器惯质系数进行实验研究,结果表明摩擦惯质系数更加接近实验值,证明该计算方法的准确性.此外,分析滚珠丝杠副的参数对惯质系数的影响,分析结果表明导程越小、公称半径越小、滚珠半径越大、滚珠数量越小、接触角越小,惯质系数越大.研究结果有利于滚珠丝杠式惯容器的精准化设计及其在工程减振系统中的应用.     

基于激光陀螺的变形测量系统方案设计

设计了一种变形测量系统,主要功能为消除舰船姿态测量设备和被试设备处于不同安装位置时由于船体变形对精度检测造成的影响.在介绍了激光陀螺工作原理和分析测量原理的基础上进行总体方案构建,对惯性测量单元、时统模块和设备安装配置进行重点设计,完成了实船安装方案和验证方案设计.试验结果表明,所设计的各部分工作正常,测量精度优于25”,满足系统设计要求.     

舰艇弹性变形实时测量系统研究

舰艇航行时发生弹性变形,分析波浪中舰艇弹性变形对作战效能的影响,研究舰艇弹性变形实船测量的要求和内容,十分必要的。文章提出开展波浪中舰艇弹性变形实船测量研究,分析捷联垂直参考基准装置等角位移测量装置的性能及特点,选择平台罗经、捷联垂直参考基准装置和中心处理机,构建了一个舰艇弹性变形实时测量系统。采用坞内半坐墩、码头系泊、海上航行等三种状态顺序完成测量的方案,进行多部位的同步、实时测量,对测量结果进行分析。     

惯性导航技术的新进展及发展趋势

阐述了惯性导航技术的发展历史,总结了惯性传感器的最新发展现状,并列举出代表当前最高技术水平的新型惯性器件及其技术指标。同时,概括了惯性技术的应用领域,特别是在舰船导航领域的应用现状。最后指出,随着新型惯性器件的涌现和完善,以惯性导航为基础的组合导航系统将成为未来导航系统的主要发展方向。     

基于DSP的光纤惯性测试组件嵌入式数据采集系统

针对光纤测试组件信号输出特点,设计一种基于DSP的光纤惯性测试组件的数据采集系统,实现对光纤陀螺和加速度计输出信息、温度信息的A/D转换、采集、存储。针对光纤陀螺输出、温度以及加速度计输出等脉冲形式的信号,设计基于CPLD的脉冲信号计数电路,实现了固定时间间隔内的数据采样。针对加速度计温度输出为模拟信号的特点,基于24位的AD7738转换芯片通过DSP编程实现对加速度计温度信号AD转换和采集。设计了DSP与CPLD、上位机的外围通讯电路,通过对DSP内部存储器的编程,实现了对光纤惯性测试组件各信息的采集与测试,并将其发送给上位机进行存储、分析等处理。     

深水区大型构件安装水下测量定位技术

针对深水航道整治工程中梯形空心构件的高精度安装难题,进行构件水下安装测量定位技术的开发与应用研究,为水下安装提供精确方位数据,满足施工精度要求。参考梯形空心构件的外形结构尺寸,利用安装在测量架上的GPS和倾斜仪设备,采集并计算出构件的相关定位数据,根据测量结果对构件进行一次调整。再通过分析水下采集得到的构件图像,计算构件间缝宽,根据分析结果对构件进行二次精确调整。工程实际应用显示,该测量定位系统的平面和高程测量误差不超过±3 cm,测量精度高,能够满足梯形空心构件水下安装的精度要求。     

LNG船双层壳内空气传热作用的模拟研究

分析大型液化天然气船温度场时,可以通过设定合理的对流耦合系数,模拟内外壳之间空气对于热传递的作用。依托通用有限元软件,开发出自动建模、边界条件设定、热力学解析计算、有限元循环判定计算等程序,最终输出对流耦合系数的专用计算模块。该计算模块可以自动搜索不同距离内外壳、不同环境温度下最合理的耦合系数,为进一步准确计算大型液化天然气船的温度场提供依据。     

齿轮箱模态测试与分析

齿轮箱是舰船动力装置的一个重要部件，易出现故障，也是舰船振动与噪声的主要根源之一。本文在建立模态试验的理论模型后，采用锤击模态测试方法对某型齿轮箱模态进行了实测，测试结果显示了齿轮箱的振型并得到了模态参数，有助于掌握该型齿轮箱的动态特性。最后，对试验进行了总结并提出了建议。     

直接优化解析姿态确定方法

基于惯性系的姿态确定方法是近阶段关于动基座姿态确定问题的热点研究方向,分析了惯性系姿态确定方法的误差源产生机理,发现传统的惯性系首先解析出起始姿态阵,继而通过惯性器件量测输出,更新至当前姿态完成姿态确定,这一更新过程不仅加大了计算量,同时会重新引入器件误差和系统误差。因此,针对这一问题提出了一种基于惯性系的瞬时姿态阵解析姿态确定方法。该方法直接解析出当前时刻的姿态阵,避免姿态更新过程中引入误差,充分发挥了优化解析法的优势,对准精度得到大大提高,并利用仿真和实测数据验证了算法的可行性和有效性。