果蝇算法和5种群智能算法的寻优性能研究 被引量：89

1

作者 吴小文 李擎 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第4期17-20,25,共5页

截止到目前为止进化式算法主要有遗传算法、蚁群算法、鱼群算法、免疫算法、粒子群算法。这些算法已经被广泛地用于寻优,但都有各自的缺点,导致其不易被用于解决实际问题。某学者提出了一种新群智能算法———果蝇算法。对该算法的起源... 截止到目前为止进化式算法主要有遗传算法、蚁群算法、鱼群算法、免疫算法、粒子群算法。这些算法已经被广泛地用于寻优,但都有各自的缺点,导致其不易被用于解决实际问题。某学者提出了一种新群智能算法———果蝇算法。对该算法的起源进行分析,并将该算法与其他算法对比,通过仿真分析各个算法寻优性能。重点分析果蝇算法的寻优性能,得出果蝇算法简单、参数少、易调节、计算量小、寻优精度较高,从而较容易被用于解决实际问题,对于复杂问题算法可能不稳定。指出该算法的缺点,提出应改进的地方,对其应用前景作了概括。 展开更多

关键词 遗传算法 蚁群算法 鱼群算法 免疫算法 粒子群算法 果蝇算法

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大温差应用环境下的MEMS陀螺零偏补偿研究 被引量：11

2

作者 赵旭 苏中 +1 位作者 马晓飞 田少欣 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1079-1083,共5页

MEMS陀螺的工艺特点决定了其零偏随温度呈现非线性变化的特点。针对工业现场实际应用环境温度变化范围大、分段补偿模型断点处不连贯和补偿温度范围小等问题,提出了一种新型的无需分段、全温度区间线性回归补偿模型;并且针对MEMS陀螺启... MEMS陀螺的工艺特点决定了其零偏随温度呈现非线性变化的特点。针对工业现场实际应用环境温度变化范围大、分段补偿模型断点处不连贯和补偿温度范围小等问题,提出了一种新型的无需分段、全温度区间线性回归补偿模型;并且针对MEMS陀螺启动不稳定性因素对零偏造成的影响,改进的补偿模型可有效抑制陀螺上电时刻的零偏。经过实验验证:该模型补偿后的数据较陀螺原始数据零偏提高了将近3个数量级,从2.9027°/s提高到0.0091°/s,并且该算法相对简单易于编程实现,具有很好的工程实用价值。 展开更多

关键词 MEMS陀螺 零偏 全温度区间 线性回归 温度补偿

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热应力试验预测谐振陀螺寿命的研究 被引量：3

3

作者 穆阳阳 李擎 田少欣 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第9期25-27,31,共4页

为了研究某型陀螺仪在长期存储期间的可用性,需要对其存储寿命进行预测和评估,确定其存储寿命和可靠度。对谐振陀螺仪在高温试验箱中进行672 h的热应力试验,记录其性能参数退化数据;利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)在处理多元小样本数... 为了研究某型陀螺仪在长期存储期间的可用性,需要对其存储寿命进行预测和评估,确定其存储寿命和可靠度。对谐振陀螺仪在高温试验箱中进行672 h的热应力试验,记录其性能参数退化数据;利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)在处理多元小样本数据方面的优点,在对热应力性能退化试验数据进行SVM训练学习的基础上,拟合回归出高温条件下陀螺仪的寿命模型;将室温储存条件下的参数作为输入,得到陀螺对应此参数的可靠度,此可靠度所对应的时间就是陀螺在正常储存条件下的寿命。根据以上方法预测出在20℃的条件下该陀螺仪的储存平均无故障工作时间等于5.4×104h,并与用LS估计的结果进行了对比,证明了用LS-SVM预测陀螺寿命的可行性。 展开更多

关键词 谐振陀螺 性能退化 热应力 支持向量机 预测寿命

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钟形陀螺微纳振幅曲面电容检测方法研究 被引量：1

4

作者 季林 苏中 宋艳敏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期825-829,共5页

钟形陀螺采用压电激励实现四波腹振动,通过检测振子边缘振幅以获取输入角速率。在其量程内的振子边缘振幅为120 nm左右,为实现对微纳振幅检测,将钟形陀螺振子边缘设计成曲面电容结构;采用有限元方法,对曲面电容结构进行仿真;在仿真结果... 钟形陀螺采用压电激励实现四波腹振动,通过检测振子边缘振幅以获取输入角速率。在其量程内的振子边缘振幅为120 nm左右,为实现对微纳振幅检测,将钟形陀螺振子边缘设计成曲面电容结构;采用有限元方法,对曲面电容结构进行仿真;在仿真结果基础上对微电容进行检测。结果表明:在极板面积为9π/4mm2、厚度为0.1mm、电极最小间距30μm时,钟形陀螺曲面电容结构可等效为平板电容器,固有容值为2 pF级别;可敏感120 nm的微纳振幅,容值变化为0.01 pF级别;曲面电容检测方法能够实现钟形陀螺微纳振幅检测。 展开更多

关键词 钟形振动陀螺 微纳振幅检测 有限元方法 电容检测

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同步仿生机械臂设计 被引量：9

5

作者 张昊 王超亮 +1 位作者 田文龙 李擎 《兵工自动化》 2015年第5期77-80,共4页

针对目前机械臂的应用存在操作复杂、设计繁琐等不足,设计一套由MCU、加速度计、直流舵机和臂环等构成的同步仿生机械臂。介绍系统总体设计,通过信号转换算法使采集信号转换为驱动舵机转动的PWM控制信号,采用程序消抖算法进行优化,并进... 针对目前机械臂的应用存在操作复杂、设计繁琐等不足,设计一套由MCU、加速度计、直流舵机和臂环等构成的同步仿生机械臂。介绍系统总体设计,通过信号转换算法使采集信号转换为驱动舵机转动的PWM控制信号,采用程序消抖算法进行优化,并进行实验验证。结果表明:该仿生机械臂控制灵活,使用简单,成本低廉,可推广应用于仿人手臂运动作业、主从机械臂系统的研究领域。 展开更多

关键词 同步 机械臂 加速度计 舵机

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钟形振子式角速率陀螺敏感机理与检测方法 被引量：5

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作者 刘宁 苏中 刘洪 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期721-727,共7页

针对钟形振子式角速率陀螺的振子振动特性和敏感机理进行研究,得出了一种BVG信号检测方法.采用三维Ritz方法,建立了理想条件下钟形振子中固体波动的动力学模型;利用相似系统的分析方法,推导出了钟形振子的等效动力学模型.在此基础上,研... 针对钟形振子式角速率陀螺的振子振动特性和敏感机理进行研究,得出了一种BVG信号检测方法.采用三维Ritz方法,建立了理想条件下钟形振子中固体波动的动力学模型;利用相似系统的分析方法,推导出了钟形振子的等效动力学模型.在此基础上,研究振子环形唇缘的振动特性,分析信号产生机理,提出了利用电容传感器和压电传感器的多传感器融合的信号检测方法,并从理论上验证了该方法的合理性.对BVG的系统设计具有一定的借鉴意义. 展开更多

关键词 钟形振子式角速率陀螺 固态振动陀螺 动力学方程 钟形振子

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压电电极对圆杯形陀螺振子振动特性影响分析 被引量：2

7

作者 马晓飞 苏中 +1 位作者 赵旭 田少欣 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第3期11-14,18,共5页

压电电极作为圆杯形谐振陀螺的驱动及检测换能器,直接影响振子的振动特性及陀螺性能。针对合金振子的振动特性,建立了压电电极的机电耦合模型,通过有限元方法重点分析了不同结构尺寸的压电电极对谐振子谐振频率、频率裂解、输出增益及... 压电电极作为圆杯形谐振陀螺的驱动及检测换能器,直接影响振子的振动特性及陀螺性能。针对合金振子的振动特性,建立了压电电极的机电耦合模型,通过有限元方法重点分析了不同结构尺寸的压电电极对谐振子谐振频率、频率裂解、输出增益及等效应力的影响,得到了优化结构参数(8 mm×2 mm×0.3 mm),并进行了试验验证。结果表明:电极结构变化对谐振子的谐振频率和频率裂解的影响都很小,分别在10 Hz和2 Hz以内,而对输出增益和应力的影响随长、宽、厚有规律变化。研究工作为陀螺电极设计、陀螺性能提高提供了依据。 展开更多

关键词 圆杯形谐振陀螺 振动特性 压电电极 结构参数优化 有限元方法

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UKF在MEMS陀螺随机噪声补偿的应用 被引量：3

8

作者 吴小文 李擎 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第6期8-10,共3页

论述了MEMS陀螺静态随机噪声与动态随机噪声的特点;系统分析了无迹卡尔曼滤波(UKF)的特点,将UKF用于MEMS陀螺随机噪声估计;针对MEMS陀螺静态噪声与动态噪声补偿用同一方法处理达不到一定性能的难题,提出了一种由阈值决策静态和动态滤波... 论述了MEMS陀螺静态随机噪声与动态随机噪声的特点;系统分析了无迹卡尔曼滤波(UKF)的特点,将UKF用于MEMS陀螺随机噪声估计;针对MEMS陀螺静态噪声与动态噪声补偿用同一方法处理达不到一定性能的难题,提出了一种由阈值决策静态和动态滤波的工程方法;指出将时间序列用于建立随机噪声的数学模型的缺陷,指出欧美等使用的MEMS陀螺随机噪声补偿的优点与缺点。 展开更多

关键词 MEMS陀螺 无迹卡尔曼滤波 时间序列 白噪声 随机误差补偿

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圆杯型陀螺振子特性的仿真分析 被引量：2

9

作者 刘宁 苏中 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1657-1662,共6页

对圆杯型陀螺(Cupped Wave Gyro)振子的特性进行研究,通过有限元分析,分析出振子的固有振动频率和相关振型,找到振子各结构参数对其固有频率影响的规律。通过总结分析,对多参数进行综合选取,提出一种借助于仿真手段进行振子结构参数优... 对圆杯型陀螺(Cupped Wave Gyro)振子的特性进行研究,通过有限元分析,分析出振子的固有振动频率和相关振型,找到振子各结构参数对其固有频率影响的规律。通过总结分析,对多参数进行综合选取,提出一种借助于仿真手段进行振子结构参数优化的方法,并给出合理的结构设计参数。最后将该方法与实际应用相结合,加工圆杯型陀螺振子。实验结果证明该方法可行,为实际生产和加工奠定了基础,可推广至一般的固态振动陀螺的参数设计。 展开更多

关键词 圆杯型陀螺 变厚度多曲面融合型振子 固有振动频率 振型 结构参数优化 有限元方法

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UWB与SINS融合的行人导航方法 被引量：2

10

作者 杨洋 李擎 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2636-2642,共7页

针对惯性导航的误差随时间不断累积、UWB在室内复杂环境中很难持续跟踪的问题,提出采用扩展卡尔曼滤波(ExtendedKalmanFilter,EKF)融合UWB与SINS行人导航方法。利用UWB辅助SINS。采用零速修正算法,在零速时刻触发EKF,通过SINS提供的速... 针对惯性导航的误差随时间不断累积、UWB在室内复杂环境中很难持续跟踪的问题,提出采用扩展卡尔曼滤波(ExtendedKalmanFilter,EKF)融合UWB与SINS行人导航方法。利用UWB辅助SINS。采用零速修正算法,在零速时刻触发EKF,通过SINS提供的速度误差观测量和UWB提供的位置误差观测量对SINS进行修正,抑制误差累积。在UWB信号中断时,将未中断时UWB输出的位置作为起始位置,利用SINS自主导航。实验结果证明:UWB+SINS方法互补了两者的优缺点,抑制误差累积且保证了导航的连续性,提高了行人导航的精度,导航误差为0.50%。 展开更多

关键词 行人导航 捷联惯性导航 超宽带 扩展卡尔曼滤波 数据融合

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基于结构光的柱体工件直径测量 被引量：1

11

作者 夏艳 苏中 +1 位作者 吴细宝 鄂盛国 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第12期121-123,126,共4页

为实现柱状工件直径的实时快速非接触测量,利用结构光原理,对柱体直径的视觉测量方法进行了研究。详细介绍了结构光法测直径的原理和步骤,以及激光平面的标定和坐标变换求解空间二次曲线方程及特征参数的方法。实验证明该方法测量速度快... 为实现柱状工件直径的实时快速非接触测量,利用结构光原理,对柱体直径的视觉测量方法进行了研究。详细介绍了结构光法测直径的原理和步骤,以及激光平面的标定和坐标变换求解空间二次曲线方程及特征参数的方法。实验证明该方法测量速度快,精度适中的特点,适用于大批量产品在线测量,亦适用于恶劣环境下的测量。 展开更多

关键词 激光 直径测量 计算机视觉

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基于虚拟仪器的舵机开发平台 被引量：8

12

作者 张维娜 苏中 +2 位作者 康春鹏 徐大为 夏艳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1310-1313,共4页

传统的舵机开发一般采用先软件仿真、后硬件实现的方法,容易造成仿真与实现的分离,导致算法的"理想化"。本文提出一种基于虚拟仪器的舵机开发平台,该平台基于LabVIEW及DAQ设备、MATLAB仿真控制程序和多通道舵机执行机构,实现... 传统的舵机开发一般采用先软件仿真、后硬件实现的方法,容易造成仿真与实现的分离,导致算法的"理想化"。本文提出一种基于虚拟仪器的舵机开发平台,该平台基于LabVIEW及DAQ设备、MATLAB仿真控制程序和多通道舵机执行机构,实现了对舵机的半实物仿真控制,使算法仿真与实现相结合,缩短了舵机的开发时间,提高了控制算法的准确性。 展开更多

关键词 虚拟仪器 舵机开发 MATLAB控制算法

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基于捷联导引头的比例导引制导律设计 被引量：2

13

作者 梅林林 李擎 范军芳 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第B07期200-203,共4页

捷联导引头不能直接测量视线角速率信号,进而无法直接利用比例导引进行制导。采取两级发动机助推模式并结合坐标变换得到比例导引所需的惯性视线角速度来进行制导。建立带重力补偿的战术导弹数学模型,两级发动机分别给予不同的约束。通... 捷联导引头不能直接测量视线角速率信号,进而无法直接利用比例导引进行制导。采取两级发动机助推模式并结合坐标变换得到比例导引所需的惯性视线角速度来进行制导。建立带重力补偿的战术导弹数学模型,两级发动机分别给予不同的约束。通过坐标变换将能够直接测量到的弹体视线角以及姿态信息转换成惯性视线角速度信号。仿真结果验证,通过该方法实现捷联方式下的比例导引是可行的。 展开更多

关键词 捷联导引 坐标变换 两级发动机 比例导引

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一种抑制卫星信号野值的改进Sage-Husa滤波方法 被引量：2

14

作者 穆阳阳 李擎 苏中 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2014年第3期4-7,共4页

针对组合导航中经常出现的卫星信号野值和滤波精度不高的问题,提出了利用Sage-Husa和新息正交性来消除卫星信号野值及抑制滤波器的发散,从而提高导航的精度和稳定性。首先,用改进的新息Sage-Husa卡尔曼滤波器对组合导航系统的测量信号... 针对组合导航中经常出现的卫星信号野值和滤波精度不高的问题,提出了利用Sage-Husa和新息正交性来消除卫星信号野值及抑制滤波器的发散,从而提高导航的精度和稳定性。首先,用改进的新息Sage-Husa卡尔曼滤波器对组合导航系统的测量信号进行滤波处理,其次,引入抗野值判断函数对测量信号进行判断,剔除卫星信号测量过程中的野值。通过跑车试验将新息Sage-Husa滤波与经典的卡尔曼滤波和Sage-Husa滤波的效果进行对比,结果表明改进的滤波算法能够有效地去除卫星野值、提高导航精度。 展开更多

关键词 抗野值 Sage-Husa滤波 组合导航 新息

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LS-SVM在车载SINS大方位失准角传递对准上的应用 被引量：2

15

作者 于亚静 李擎 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第1期145-148,152,共5页

针对车载捷联惯导系统工作环境恶劣且子惯导系统精度低,使用传统的Kalman滤波进行传递对准存在精度低、实时性差的问题。根据车载特殊环境提出了一种基于LS-SVM的大方位失准角速度匹配传递对准方法,采用传统Kalman滤波器的输入输出样本... 针对车载捷联惯导系统工作环境恶劣且子惯导系统精度低,使用传统的Kalman滤波进行传递对准存在精度低、实时性差的问题。根据车载特殊环境提出了一种基于LS-SVM的大方位失准角速度匹配传递对准方法,采用传统Kalman滤波器的输入输出样本对LS-SVM滤波器进行训练,避开了经典SVM求解时的优化运算,使其复杂度大大降低。在相同条件下与传统Kalman滤波仿真结果对比,LS-SVM方法的引入可以使系统对准时间缩短近50%,并适当提高了系统的对准精度。 展开更多

关键词 车载捷联惯导系统 大方位失准角 传递对准 最小二乘支持向量机 KALMAN滤波

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