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基于压电陶瓷作动的低频隔振器
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作者 张宇博 王琳涛 +3 位作者 李林 王晓明 徐振邦 陈洋 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第1期25-32,共8页
航天器在轨定位精度容易受到环境低频微振动和有效载荷引起的内部扰动的影响.本研究设计了一种具有高刚度的串联式压电作动隔振器.建立了压电隔振器的动力学模型和多传感器复合反馈控制方法,并比较了反馈控制参数的优劣和抗干扰特性.通... 航天器在轨定位精度容易受到环境低频微振动和有效载荷引起的内部扰动的影响.本研究设计了一种具有高刚度的串联式压电作动隔振器.建立了压电隔振器的动力学模型和多传感器复合反馈控制方法,并比较了反馈控制参数的优劣和抗干扰特性.通过仿真模型验证了基于所提出的压电隔振器的可行性.通过实验验证了上述设计与仿真的准确性.结果表明,所提出的压电隔振器在1~25Hz能提供-15dB以下的基础振动衰减能力,在共振峰处可以衰减-25dB,同时具备高刚度特性.因此,该隔振器能够提供优异的低频隔振性能和惯性稳定性,有效抵抗有效载荷的内部扰动. 展开更多
关键词 压电陶瓷 主动隔振 反馈控制 动力学建模
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面向空间引力波探测检验质量捕获的弹性管模型预测控制
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作者 贺雄峰 卢苇 +4 位作者 许诺 王鹏程 张永合 崔冰 夏元清 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期189-200,共12页
在空间引力波探测任务中,检验质量稳定捕获是航天器进入超稳飞行状态的关键步骤.该过程存在初始误差大、系统不确定性大、执行约束强等特点.提出了一种基于弹性管模型预测控制的检验质量捕获控制方法,基于滚动优化和弹性管道技术的控制... 在空间引力波探测任务中,检验质量稳定捕获是航天器进入超稳飞行状态的关键步骤.该过程存在初始误差大、系统不确定性大、执行约束强等特点.提出了一种基于弹性管模型预测控制的检验质量捕获控制方法,基于滚动优化和弹性管道技术的控制结构,提高捕获成功率,并且充分补偿卫星对检验质量的耦合干扰;利用小容差有效集法,提高在线计算的求解精度,确保检验质量的高控制精度;同时基于特征工程方法的最小鲁棒正不变集离线修正方法,减少基于Minkowski求和得到的最小鲁棒正不变集顶点数,降低了在线计算复杂度.利用该方法在航天器–双检验质量全自由度仿真平台上进行仿真验证,结果表明控制效果满足检验质量捕获精度要求,控制器具有鲁棒性且有效提高了收敛速度,抑制了平台运动干扰和量测噪声的影响. 展开更多
关键词 无拖曳控制 检验质量捕获 弹性管道模型预测控制 干扰补偿
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一种星载高频转动天线高精度指向控制方法
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作者 张世层 安绍毅 +3 位作者 孙艳红 王平 王立民 张冬 《微波学报》 北大核心 2025年第5期76-83,共8页
低轨卫星具有星地时延低、链路损耗小、系统容量高等特点,是天地一体化网络的重要组成部分。面对低轨卫星对大增益天线的使用需求,以及小波束角天线指向在轨快速对准和稳定跟踪的实现难点,本文首先介绍了坐标系选择、天线指向角定义方法... 低轨卫星具有星地时延低、链路损耗小、系统容量高等特点,是天地一体化网络的重要组成部分。面对低轨卫星对大增益天线的使用需求,以及小波束角天线指向在轨快速对准和稳定跟踪的实现难点,本文首先介绍了坐标系选择、天线指向角定义方法,紧接着介绍了常规脉冲控制策略,最后提出了一种高精度指向的线性控制方法,可支持高增益机械转动天线高精度稳定跟踪,确保星地传输可靠性及高效性。该方法还集成了自主建链、软件限位等功能,可实现天线的健康管理及自主运行。仿真验证结果表明,该算法可实现天线在整个跟踪过程中指向角偏差不大于0.015°,可满足低轨卫星在轨的使用需求,特别适用于自主运行的大规模卫星星座。 展开更多
关键词 天地一体化 反射面天线 健康管理 自主运行 指向控制
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基于振动传递终端力检测的磁悬浮控制力矩陀螺微振动控制方法
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作者 许庚晨 冯洪伟 +2 位作者 张激扬 王英广 赵同爽 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第2期96-104,共9页
为了实现卫星平台的超静,针对卫星平台上最大的扰振来源,研究磁悬浮控制力矩陀螺的极微振动控制问题.通过对磁悬浮高速转子、径向磁轴承进行建模与分析,设计了基于振动传递终端力检测的磁悬浮控制力矩陀螺(magnetic suspension control ... 为了实现卫星平台的超静,针对卫星平台上最大的扰振来源,研究磁悬浮控制力矩陀螺的极微振动控制问题.通过对磁悬浮高速转子、径向磁轴承进行建模与分析,设计了基于振动传递终端力检测的磁悬浮控制力矩陀螺(magnetic suspension control moment gyro,MSCMG)低扰振控制方法.该方法通过测量高速转子产生的振动力与振动传递终端所受的振动力之间的传递矩阵,根据传递矩阵计算补偿电流以抑制MSCMG的同频振动力.仿真与微振动实验结果表明:在MSCMG低速框架锁定的情况下,提出的补偿控制方法使MSCMG的同频振动力降低了97.5%.该方法有助于实现MSCMG的极微振动控制,并最终实现卫星平台超静. 展开更多
关键词 磁悬浮控制力矩陀螺 振动测量 低扰振控制 同频振动
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多智能体强化学习赋能空间无人系统:方法、挑战与机遇
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作者 李勐 冯肇晗 +3 位作者 梅云鹏 曹宏杰 张博 王钢 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第4期17-28,共12页
随着航天技术向智能化、集群化发展,空间无人系统在深空探测、对地观测等战略领域展现出巨大潜力,但传统集中式控制范式在应对高动态环境、分布式任务和严格资源约束时面临严峻挑战.多智能体强化学习以其分布式决策架构和协同演化机制,... 随着航天技术向智能化、集群化发展,空间无人系统在深空探测、对地观测等战略领域展现出巨大潜力,但传统集中式控制范式在应对高动态环境、分布式任务和严格资源约束时面临严峻挑战.多智能体强化学习以其分布式决策架构和协同演化机制,为构建自主、弹性的空间智能系统提供了突破性解决方案.本文系统探讨了多智能体强化学习在空间无人系统中的技术赋能路径、方法体系、工程挑战与发展机遇;剖析了卫星集群协同通信和多航天器控制等核心场景的技术瓶颈;总结了空间无人系统在上述核心场景中的研究与应用现状;展望了多智能体强化学习作为新兴智能技术,在动态频谱分配、星载边缘计算和抗扰协同控制等关键方向的应用前景,推动空间系统向“自主决策-弹性抗扰-高效协同”的新范式演进.本文旨在为构建新一代空间智能无人集群提供现有技术梳理与前景展望. 展开更多
关键词 多智能体强化学习 空间无人系统 协同控制 边缘计算 自主决策
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多星接管目标的分布式近似最优姿态跟踪控制
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作者 王孟磊 吴宝林 耿云海 《自动化学报》 北大核心 2025年第11期2441-2453,共13页
在多服务星对失效航天器进行姿态接管控制的在轨服务任务中,考虑惯量矩阵未知和执行机构饱和的情况,基于自适应动态规划(ADP)方法提出一种分布式姿态跟踪接管控制策略.首先,通过对姿态系统的建模分析,设计一种含有力矩饱和约束和期望力... 在多服务星对失效航天器进行姿态接管控制的在轨服务任务中,考虑惯量矩阵未知和执行机构饱和的情况,基于自适应动态规划(ADP)方法提出一种分布式姿态跟踪接管控制策略.首先,通过对姿态系统的建模分析,设计一种含有力矩饱和约束和期望力矩补偿的值函数,在ADP框架下,用一组基函数逼近最优值函数,并得到分布式近似最优姿态跟踪控制策略;然后,为避免使用角加速度信息,分别构建关于惯量参数和权重参数的滤波形式的线性回归模型,根据并行学习方法、参数一致性算法和离线策略轨迹,设计惯量参数自适应辨识律和权重更新律;接着,使用李雅普诺夫方法证明姿态跟踪误差、惯量矩阵辨识误差和权重参数估计误差的一致最终有界;最后,仿真结果验证了分布式姿态跟踪控制方法在力矩饱和约束下对姿态跟踪和惯量矩阵辨识的有效性。 展开更多
关键词 姿态接管控制 姿态跟踪控制 惯量矩阵辨识 控制力矩饱和 自适应动态规划
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约束条件下微小卫星磁力矩器关联分析方法
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作者 罗怀金 白博 周军 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第5期994-1002,共9页
磁力矩器作为微小卫星姿态控制系统的重要组成部分,肩负着卫星姿态稳定、姿控系统卸载等任务。应用于微小卫星的磁力矩器影响因素较多以及现阶段工程精度的限制,导致实际工程制造的产品难以达到理论上的最优设计结果。通过数据挖掘中关... 磁力矩器作为微小卫星姿态控制系统的重要组成部分,肩负着卫星姿态稳定、姿控系统卸载等任务。应用于微小卫星的磁力矩器影响因素较多以及现阶段工程精度的限制,导致实际工程制造的产品难以达到理论上的最优设计结果。通过数据挖掘中关联规则挖掘的方法,探究不同因素对于产品指标影响程度的大小,进而为实际产品制造给出决策建议。研究单个因素对磁力矩器输出的影响模式,揭示了不同参数对输出磁矩的影响规律;运用机器学习算法中的Apriori算法研究不同因素对最终指标结果的影响程度,对导致指标变化的不同影响因素进行评价;通过仿真实验分析验证了方法的可行性,得到了对产品性能影响最大的因素。从数据出发,抽象出了有利于对后续优化设计进行比较和判断的参考经验,为未来磁力矩器设计与制造提供了新的研究思路与技术支撑。 展开更多
关键词 微小卫星 磁力矩器 APRIORI 关联分析
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框架式动量交换装置角动量包络分析方法
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作者 王卫杰 汪洲 +1 位作者 庞维坤 杨洋 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第5期1591-1598,共8页
针对单框架控制力矩陀螺(SGCMG)、双框架动量轮(DGMW)、磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)等典型框架式动量交换装置构型角动量包络分析效率问题,提出一种基于框架等效的框架动量轮角动量包络分析方法。比较基于机械实体框架的SGCMG和DGMW与基... 针对单框架控制力矩陀螺(SGCMG)、双框架动量轮(DGMW)、磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)等典型框架式动量交换装置构型角动量包络分析效率问题,提出一种基于框架等效的框架动量轮角动量包络分析方法。比较基于机械实体框架的SGCMG和DGMW与基于磁悬浮微框架的MSCSG角动量交换原理的异同,研究设计SGCMG与MSCSG角动量径/轴向分量间的等效系数,利用双正交SGCMG实体框架构建MSCSG微框架等效模型,对比MSCSG与DGMW遍历法角动量表达式,分析所提方法在DGMW角动量分析的适用性。量化分析所提方法的误差,证明所提方法计算结果相较于传统遍历法角动量绝对误差和角动量方向误差均在千分之一以下。分析2种方法参数维度,证明所提方法的快速性。分别基于传统遍历法和所提方法对MSCSG和DGMW角动量包络进行仿真对比,证明了所提方法的有效性。所提方法在MSCSG群角动量包络分析中具有更广泛的应用。 展开更多
关键词 单框架控制力矩陀螺 双框架动量轮 磁悬浮控制敏感陀螺 角动量包络 误差分析
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基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制
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作者 张秀云 冷嘉俊 +2 位作者 刘文静 刘达 宗群 《宇航学报》 北大核心 2025年第2期244-252,共9页
针对传统航天器智能容错控制训练过程及真实在轨运行过程中的故障干扰等之间存在偏差、泛化性差的问题,提出一种基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制方法。该方法通过引入对抗网络,以最大程度模拟执行器故障对航天器姿态控制系统... 针对传统航天器智能容错控制训练过程及真实在轨运行过程中的故障干扰等之间存在偏差、泛化性差的问题,提出一种基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制方法。该方法通过引入对抗网络,以最大程度模拟执行器故障对航天器姿态控制系统的影响,“利用强大的对手训练出更强大的控制器”,通过对抗网络及控制网络的交替迭代优化训练,生成鲁棒性更强、适应性更高、容错性更好的航天器智能容错控制策略,提高航天器的智能自主运维能力;此外,由于星上可携带资源有限,训练过程中综合考虑航天器姿态控制系统跟踪误差及燃料消耗,在燃料消耗近似最优的前提下保证航天器系统的稳定跟踪控制。仿真结果表明,所提新算法能有效保证故障下航天器系统的稳定。 展开更多
关键词 航天器 执行器故障 容错控制 鲁棒性 鲁棒对抗
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基于H_(2)/H_(∞)复合控制的CMG框架伺服系统参数摄动抑制方法
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作者 曹盛福 余远金 +1 位作者 赵雷 史阳阳 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第1期65-74,共10页
控制力矩陀螺(control moment gyroscope,CMG)框架伺服系统常受到外部扰动力矩和内部参数摄动等多源扰动影响,导致其控制性能降低,本文重点针对参数摄动对框架伺服系统造成的影响,提出了基于H_(2)/H_(∞)复合控制的CMG框架伺服系统扰动... 控制力矩陀螺(control moment gyroscope,CMG)框架伺服系统常受到外部扰动力矩和内部参数摄动等多源扰动影响,导致其控制性能降低,本文重点针对参数摄动对框架伺服系统造成的影响,提出了基于H_(2)/H_(∞)复合控制的CMG框架伺服系统扰动抑制方法.在常规H_(∞)鲁棒控制方法中引入电机参数摄动量,在保证对外部力矩扰动具有鲁棒性的基础上,提升对内部参数摄动影响的抑制能力;结合H_(2)控制策略,提出基于状态反馈H_(2)/H_(∞)复合控制方法,在保证稳态性能的同时进一步提升系统动态响应速度.所提出的复合控制方法能够有效降低多源扰动导致的速度波动,提升系统的动态响应速度. 展开更多
关键词 CMG框架伺服系统 H_(2)/H_(∞)复合控制 参数摄动 多源扰动抑制
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在轨操控航天器超近距离逼近的预设性能控制与地面试验
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作者 王培基 张宪亮 +2 位作者 岳程斐 马广富 吴伟仁 《宇航学报》 北大核心 2025年第8期1612-1620,共9页
航天器在轨服务任务中,在轨操控航天器首先需要实现对目标航天器的超近距离逼近。在近距离逼近过程中,需要满足目标逼近的有限时间需求、超近距离下的高精度相对位置维持与姿态协同,以及全流程的避撞约束。针对这些控制需求和避撞约束,... 航天器在轨服务任务中,在轨操控航天器首先需要实现对目标航天器的超近距离逼近。在近距离逼近过程中,需要满足目标逼近的有限时间需求、超近距离下的高精度相对位置维持与姿态协同,以及全流程的避撞约束。针对这些控制需求和避撞约束,提出了一种预设性能控制方法。首先,考虑逼近过程中的姿轨耦合效应,采用对偶四元数构建6自由度姿轨耦合动力学模型;然后,以此为基础设计涵盖有限时间、高精度协同及避撞约束的综合预设性能函数;接着,结合鲁棒控制方法,设计预设性能鲁棒控制器,并推导证明控制器的稳定性;最后,在所搭建的基于大理石气浮平台的在轨操控航天器地面模拟试验系统上,验证所提预设性能控制方法的有效性;与PID控制方法比较,说明了该方法在工程应用中的优势。 展开更多
关键词 在轨操控 超近距离逼近 复杂约束 预设性能控制 地面试验
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一种基于图像自相关的多帧叠加暗弱星点提取方法
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作者 李炳辉 叶志龙 +2 位作者 张徐玮 郑循江 孙建伶 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第8期271-282,共12页
全天时星敏感器在白昼环境中暗弱星点易被强天光背景淹没,导致星点难以识别、提取星颗数过少,严重影响了全天时星敏感器性能。为了解决这一挑战,提出了一种基于图像信息自相关多帧星图叠加的暗弱星点提取方法。该方法在单帧提取少量星... 全天时星敏感器在白昼环境中暗弱星点易被强天光背景淹没,导致星点难以识别、提取星颗数过少,严重影响了全天时星敏感器性能。为了解决这一挑战,提出了一种基于图像信息自相关多帧星图叠加的暗弱星点提取方法。该方法在单帧提取少量星点的基础上,利用先验信息采用波门快速提取相邻帧的可见星点,并建立起帧间关联,根据两帧间关联星点的星矢量信息,推算出星敏感器在帧间的相对姿态变化,并基于这一相对姿态重新投影到当前帧的像平面上,实现帧间星图的无偏变换,流式递推叠加这些星图增强星点信噪比,最后使用阈值分割粗提取并采用高斯曲面拟合精确定位。仿真分析结果表明该方法能够在较大姿态变化范围内具有更高的对齐精度,并且序列星图叠加试验结果表明,文中方法能够有效地增强暗弱星点目标,并且相较于采用传统的两种近似变换的方法,该方法在信噪比提升和定位精度降低方面表现突出,信噪比分别提高了85.0%和118.5%,具有更高的暗弱目标提取能力;同时,暗星点的定位精度分别提升了89.4%和77.9%。 展开更多
关键词 星敏感器 多帧叠加增强 图像处理 信噪比
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在轨组装航天结构的转动惯量智能辨识
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作者 叶哲 周威亚 +2 位作者 邬树楠 初未萌 吴志刚 《宇航学报》 北大核心 2025年第8期1664-1673,共10页
针对在轨组装航天器因结构动态变化导致的转动惯量参数时变特性,提出一种基于深度长短期记忆(LSTM)网络的转动惯量智能辨识方法。首先建立了空间太阳能电站在轨组装过程中的姿态动力学模型,并对空间扰动进行了分析;然后,基于所建立的耦... 针对在轨组装航天器因结构动态变化导致的转动惯量参数时变特性,提出一种基于深度长短期记忆(LSTM)网络的转动惯量智能辨识方法。首先建立了空间太阳能电站在轨组装过程中的姿态动力学模型,并对空间扰动进行了分析;然后,基于所建立的耦合姿态动力学模型生成不同组装阶段的训练数据集,并构建了包括多层LSTM网络和全连接网络的深度参数辨识网络,通过训练提取电站姿态运动状态、外部力矩与转动惯量间的非线性时序映射关系;最后,采用训练完成的神经网络对不同组装阶段的转动惯量进行辨识。仿真结果表明,所提出的智能辨识方法可以提升复杂扰动环境下的辨识精度。 展开更多
关键词 在轨组装 长短期记忆网络 参数辨识 转动惯量
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基于四元数法的捷联式惯性导航系统的姿态解算 被引量:177
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作者 张荣辉 贾宏光 +1 位作者 陈涛 张跃 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1963-1970,共8页
载体的姿态解算算法是实现捷联式惯性导航系统精确导航的核心技术之一。分析了欧拉法、方向余弦法、四元数法求解姿态矩阵的优缺点,采用四元数法与方向余弦法两种解算方法分别计算载体姿态,两种方法的计算结果之差与理论真值比较以得到... 载体的姿态解算算法是实现捷联式惯性导航系统精确导航的核心技术之一。分析了欧拉法、方向余弦法、四元数法求解姿态矩阵的优缺点,采用四元数法与方向余弦法两种解算方法分别计算载体姿态,两种方法的计算结果之差与理论真值比较以得到解算的相对误差,从而验证了四元数法的正确性和有效性。最后,指出提高采样频率和采用高阶计算算法能进一步减小姿态解算误差。数字化仿真与转台试验结果表明,本文提出的载体姿态解算法的理论数值相对误差为10-10%,测试实验相对误差为10-3%,计算时间为36μs,具有良好的实时性。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 姿态解算 四元数法 飞行导航控制技术
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三角形星图识别算法的改进 被引量:31
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作者 张磊 何昕 +2 位作者 魏仲慧 刘岩俊 郭敬明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期458-463,共6页
三角形识别算法是采用星敏感器为导航部件所广泛运用的星图识别算法。但由于三角形特征维数较低,容易造成冗余匹配和错误识别。为了提高三角形识别算法的识别成功率,对三角形识别算法的识别过程做了改进。先将满足三边判决门限的导航星... 三角形识别算法是采用星敏感器为导航部件所广泛运用的星图识别算法。但由于三角形特征维数较低,容易造成冗余匹配和错误识别。为了提高三角形识别算法的识别成功率,对三角形识别算法的识别过程做了改进。先将满足三边判决门限的导航星对记录到匹配数组,然后对导航星出现的次数进行计数;利用三角形三边之间两两相交的相关性,将导航星出现次数<2的星对作为整体剔除,最后在余下的导航星对中寻找与观测三角形同构的三角形。识别过程中,以星对角距和相对星等差为识别特征,并对识别特征构造了散列函数,从而减少了识别过程中特征量比较的次数,提高了识别速度,增加了识别成功率。同时,也减小了内部导航星库的存储容量。 展开更多
关键词 星敏感器 三角形识别算法 星对角距 相对星等差 散列查找
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机载导航白天星敏感器的探测性能及总体设计 被引量:16
16
作者 钟兴 贾继强 +2 位作者 金光 曲宏松 刘国嵩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2900-2906,共7页
理论分析和试验研究了机载导航白天星敏感器的探测性能,建立了白天观星的信噪比和调制度在噪声影响下的数学模型,对比了焦距一定,不同入瞳直径和入瞳直径一定,不同焦距情况下的计算结果。归纳了光学系统的性能要求及系统参数对探测效果... 理论分析和试验研究了机载导航白天星敏感器的探测性能,建立了白天观星的信噪比和调制度在噪声影响下的数学模型,对比了焦距一定,不同入瞳直径和入瞳直径一定,不同焦距情况下的计算结果。归纳了光学系统的性能要求及系统参数对探测效果的影响,得出光学系统相对孔径为1/15较为合适的结论。在此基础上提出了用于3等星全天时观测的白天星敏原理样机的光机及电子学处理总体方案。利用相对孔径为1/15的望远物镜进行地面实验,获得了对北极星从日出到正午的持续观测结果。对比不同时刻星点图像的亮度和对比度变化显示,随着太阳高度角增大,星点图像的对比度由上午5:00的1.55下降到正午12:00的1.2左右,据此换算出样机方案的探测性能指标。计算结果表明,采用口径为Φ70mm,相对孔径为1/15的光学系统可满足对3等星的探测最小调制度为0.03的要求。实验表明,本文进行的理论分析正确,方案合理可行,可为小型高精度机载导航星敏感器的研制提供参考。 展开更多
关键词 星敏感器 白天星敏 探测性能 对比度 信噪比 调制度
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星点质心亚像元定位的高精度误差补偿法 被引量:43
17
作者 杨君 张涛 +1 位作者 宋靖雁 梁斌 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1002-1010,共9页
在CCD星敏感器设计过程中,星点坐标的提取精度不仅影响星图识别的正确性,也直接影响星敏感器的最终姿态输出精度。本文通过分析传统质心法亚像元提取算法误差模型,证明该模型存在系统误差和随机误差。针对系统误差,提出了用最小二乘拟... 在CCD星敏感器设计过程中,星点坐标的提取精度不仅影响星图识别的正确性,也直接影响星敏感器的最终姿态输出精度。本文通过分析传统质心法亚像元提取算法误差模型,证明该模型存在系统误差和随机误差。针对系统误差,提出了用最小二乘拟合法来估计质心位置和系统误差大小的对应关系,利用这个关系对系统误差进行补偿;针对随机误差,提出用边缘阈值法和星图整体相消法来消除。本文还分析了CCD成像数学模型,星光成像的能量分布近似服从二维高斯分布,星点高斯分布弥散半径不同,用于误差补偿的曲线方程也不一样,根据不同的高斯弥散半径,设计了误差补偿模板,用于补偿质心法的系统误差。实验表明,采用误差补偿模板,可以将质心法精度从1/20pixel提高到1/200pix-el,满足了星敏感器高精度星点质心提取的要求。 展开更多
关键词 星敏感器 星点提取 亚像元 最小二乘法
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捷联惯导系统姿态解算模块的实现 被引量:25
18
作者 杜海龙 张荣辉 +3 位作者 刘平 郑喜凤 贾宏光 马海涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1956-1962,共7页
提出了一种实现捷联惯性导航系统姿态解算模块的方法。基于DSP的硬件平台和四元数的数学平台,设计了捷联惯性导航系统的姿态解算模块。介绍了捷联惯性导航系统的工作原理和姿态解算的基本算法,并给出了四元数法的四阶龙格-库塔数值解法... 提出了一种实现捷联惯性导航系统姿态解算模块的方法。基于DSP的硬件平台和四元数的数学平台,设计了捷联惯性导航系统的姿态解算模块。介绍了捷联惯性导航系统的工作原理和姿态解算的基本算法,并给出了四元数法的四阶龙格-库塔数值解法。设计了姿态解算模块的硬件电路和软件实现程序。实验测试结果表明,在增量角<5°的情况下,用四阶龙格-库塔法进行姿态解算,误差<0.0053%;应用TMS320C6713B进行硬件电路设计,每次解算时间<36μs,能够满足捷联惯性导航系统对精度和速度的要求。 展开更多
关键词 捷联系统 惯性导航 姿态解算 四元数
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基于高斯分布的星像点精确模拟及质心计算 被引量:70
19
作者 王海涌 费峥红 王新龙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1672-1677,共6页
为提高星敏感器仿真系统的精度,提出了基于高斯规律的模拟星像点的灰度扩散方法和高斯质心提取算法。按照二维高斯分布规律置灰度值来模拟星像点像素,对称中心是映射坐标而不是取整的中心像素坐标,以便准确模拟实际星像点散焦及像差导... 为提高星敏感器仿真系统的精度,提出了基于高斯规律的模拟星像点的灰度扩散方法和高斯质心提取算法。按照二维高斯分布规律置灰度值来模拟星像点像素,对称中心是映射坐标而不是取整的中心像素坐标,以便准确模拟实际星像点散焦及像差导致的灰度扩散。高斯质心提取亚像素定位过程包括像素粗定位和偏差精定位两个步骤,基于高斯规律建立了一个分段函数实现偏差精定位。在星像点噪声为N(0,1.22)的仿真条件下,整个偏差区间[-0.5,0.5)pixel内高斯质心定位标准差为0.007pixel,远小于灰度重心法的0.041pixel和加权灰度重心法的0.026pixel,而3种方法对模拟星图的处理结果一致。仿真实验表明:模拟星像点高斯灰度扩散法是合理准确的,而高斯质心提取算法简单精确,精度高于传统灰度重心法。 展开更多
关键词 星图模拟 散焦 亚像元 灰度重心法 高斯分布
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四旋翼无人飞行器ADRC-GPC控制 被引量:16
20
作者 陈增强 李毅 +2 位作者 孙明玮 张青 孙青林 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期176-180,188,共6页
针对四旋翼无人飞行器的姿态控制系统,需要研究先进控制策略来达到满意的性能.将自抗扰控制(ADRC)与广义预测控制(GPC)相结合,设计一种新型自抗扰广义预测控制器(ADRC-GPC),利用ADRC中的扩张状态观测器(ESO)来估计和补偿非线性系统的模... 针对四旋翼无人飞行器的姿态控制系统,需要研究先进控制策略来达到满意的性能.将自抗扰控制(ADRC)与广义预测控制(GPC)相结合,设计一种新型自抗扰广义预测控制器(ADRC-GPC),利用ADRC中的扩张状态观测器(ESO)来估计和补偿非线性系统的模型不确定性以及外部扰动作用,将原始对象模型转化为积分器形式,然后针对积分器设计广义预测控制器.阶跃响应系数矩阵能被解析地求解出来,可有效地解决广义预测控制计算量大的问题.研究结果表明:所提出的ADRC-GPC控制方法能够对四旋翼无人飞行器姿态系统进行实时控制,可满足控制精度及快速性要求,并能有效地克服系统的外部干扰和多变量耦合作用.自抗扰广义预测控制器能够有效地控制欠驱动非线性多变量系统. 展开更多
关键词 姿态控制 自抗扰控制 扩张状态观测器 广义预测控制 四旋翼无人飞行器
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