基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制

1

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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针对失控翻滚目标航天器的交会对接控制 被引量：15

2

作者 胡勇 徐李佳 解永春 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期47-57,共11页

研究了一个受控的追踪航天器和一个失控慢速翻滚的目标航天器的末段交会对接控制问题。通过引入基于特征模型的控制方法,设计了相对位置跟踪控制器以及姿态同步控制器,克服了针对目标航天器测量中存在的较大不确定时延,航天器动力学参... 研究了一个受控的追踪航天器和一个失控慢速翻滚的目标航天器的末段交会对接控制问题。通过引入基于特征模型的控制方法,设计了相对位置跟踪控制器以及姿态同步控制器,克服了针对目标航天器测量中存在的较大不确定时延,航天器动力学参数的不确定性,以及追踪航天器存在的较大帆板挠性,实现了针对失控自旋目标的末段精确交会对接控制。最后,通过搭建仿真系统进行动力学仿真,进一步验证了本文控制策略的有效性。 展开更多

关键词 特征模型 交会对接 挠性航天器 不确定性 时间延迟

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六轮摇臂式月球探测车协调驱动自适应模糊容错控制 被引量：1

3

作者 孙多青 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期76-84,共9页

为提高复杂和未知环境中六轮摇臂式月球探测车的驱动控制系统的可靠性,防止因执行器故障引起的月球车失控,提出一种基于滑转率的协调驱动自适应模糊容错控制方法。该方法用模糊逻辑系统逼近系统的未知动态和未知的故障函数,并通过所设... 为提高复杂和未知环境中六轮摇臂式月球探测车的驱动控制系统的可靠性,防止因执行器故障引起的月球车失控,提出一种基于滑转率的协调驱动自适应模糊容错控制方法。该方法用模糊逻辑系统逼近系统的未知动态和未知的故障函数,并通过所设计的误差补偿器来减少逼近误差对跟踪精度的影响。基于Lyapunov理论,证明了所设计的容错控制方案不但能使跟踪误差收敛到原点的小邻域内,而且通过适当增大设计参数的值,可使跟踪误差减小。此外,为便于应用给出了详细的容错控制器设计步骤,并对控制器中参数的选取给出了示例。仿真结果表明该控制律具有较高的控制精度,并且对外部干扰有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 月球探测车 容错控制 驱动控制 模糊控制 滑转率 机器人

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磁悬浮框架飞轮磁轴承技术研究与发展现状 被引量：14

4

作者 刘强 赵明师 +3 位作者 韩邦成 张激扬 孙津济 樊亚洪 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1251-1261,共11页

对磁悬浮框架飞轮(MSGFW)和高精度磁轴承研究现状及其未来发展进行了详细阐述。根据转子悬浮力类型,将磁悬浮框架飞轮分为磁阻力构型、洛伦兹力构型和混合力构型,并结合三种构型论述了国内外框架飞轮的发展过程。在此基础上,对球面磁阻... 对磁悬浮框架飞轮(MSGFW)和高精度磁轴承研究现状及其未来发展进行了详细阐述。根据转子悬浮力类型,将磁悬浮框架飞轮分为磁阻力构型、洛伦兹力构型和混合力构型,并结合三种构型论述了国内外框架飞轮的发展过程。在此基础上,对球面磁阻力磁轴承和洛伦兹力磁轴承进行了详细介绍,并结合磁路图分析其工作原理,比较了同类磁轴承的优劣。展望了磁悬浮框架飞轮与高精度磁轴承的未来发展方向,指出高动态响应检控共位平动球面磁阻力磁轴承,标准磁悬浮动量球和磁悬浮控制敏感球是磁悬浮框架飞轮的研究重点。 展开更多

关键词 磁悬浮框架飞轮(MSGFW) 惯性执行机构 磁轴承 磁阻力 洛伦兹力

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基于空间目标异步观测的惯导误差快速确定

5

作者 杨静 王栋 熊凯 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期16-26,共11页

针对惯性/天文组合导航系统中大的初始状态误差影响惯导误差收敛速度的问题,在星相机观测具有先验位置信息的有限空间目标的辅助下,提出一种基于目标-恒星角距异步测量的惯导误差在线快速确定方法。首先,在星相机光轴旋转角度和视场角... 针对惯性/天文组合导航系统中大的初始状态误差影响惯导误差收敛速度的问题,在星相机观测具有先验位置信息的有限空间目标的辅助下,提出一种基于目标-恒星角距异步测量的惯导误差在线快速确定方法。首先,在星相机光轴旋转角度和视场角大小受限的情况下,设计了通过异步照相观测方式获取有效空间目标参考信息的方案;其次,在利用惯导误差状态传播模型实现异步测量信息同步处理的基础上,构建基于空间目标与恒星之间角距的非线性最小二乘优化模型,避免了星相机的光轴扰动和安装误差对测量精度的影响;最后,基于高斯牛顿法设计了两轮迭代优化估计惯导位置误差和速度误差的方法。蒙特卡洛仿真结果表明,所提方法利用对空间目标和恒星的有限观测信息,可以有效估计惯导位置误差和速度误差,在初始位置误差约十千米量级的情况下,可以估计补偿约97.73%的位置误差以及66.25%的速度误差,优化求解误差参数的计算耗时为0.0160 s。 展开更多

关键词 天文导航 异步观测 非线性最小二乘 高斯牛顿法

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考虑输入饱和的挠性航天器姿态容错控制与振动抑制 被引量：4

6

作者 陶佳伟 张涛 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期125-132,共8页

针对挠性航天器姿态机动过程中存在模型参数不确定性、外部干扰、执行机构故障、输入饱和及挠性附件振动且挠性模态不易直接测量的问题,从被动容错控制角度出发,提出了一种抗饱和容错控制与振动抑制策略。首先,构造挠性模态观测器对挠... 针对挠性航天器姿态机动过程中存在模型参数不确定性、外部干扰、执行机构故障、输入饱和及挠性附件振动且挠性模态不易直接测量的问题,从被动容错控制角度出发,提出了一种抗饱和容错控制与振动抑制策略。首先,构造挠性模态观测器对挠性模态变量及其变化率进行观测。然后,将系统不确定、外部扰动、执行器故障和控制器输出超出执行机构饱和部分作为复合干扰,采用二阶非线性干扰观测器对其进行估计并进行有效的补偿。该方案能够实现执行机构饱和约束和失效故障条件下的姿态容错控制,并能抑制挠性结构的振动。利用李雅普诺夫方法严格证明了闭环系统的稳定性,最后通过数值仿真验证了该控制方法的有效性。 展开更多

关键词 挠性航天器 模态观测器 干扰观测器 输入饱和 被动容错控制

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基于KF-LESO-PID洛伦兹惯性稳定平台控制 被引量：1

7

作者 熊颖 刘强 +2 位作者 任元 樊亚洪 孙津济 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1072-1081,共10页

为克服现有惯性稳定平台使用机械轴承干扰量大,使用气/液浮轴承难度高,使用磁阻力磁轴承线性度差的缺点,提出一种基于洛伦兹力偏转磁轴承的新型洛伦兹惯性稳定平台(LISP)。为克服耦合效应和承载摩擦谐振干扰对平台偏转通道高频姿态补偿... 为克服现有惯性稳定平台使用机械轴承干扰量大,使用气/液浮轴承难度高,使用磁阻力磁轴承线性度差的缺点,提出一种基于洛伦兹力偏转磁轴承的新型洛伦兹惯性稳定平台(LISP)。为克服耦合效应和承载摩擦谐振干扰对平台偏转通道高频姿态补偿控制的影响,提出一种基于LESO-PID结合卡尔曼滤波(KF)反馈的数字控制方案。根据洛伦兹力磁轴承(LFMB)支承偏转系统结构特点,建立了LISP转子偏转动力学模型;利用模型分析径向两自由度偏转特性,提出在PID控制器的基础上,引入线性扩张状态观测器(LESO)和卡尔曼滤波反馈以抑制摩擦谐振干扰及耦合效应;搭建了以DSP和FPGA为核心的数字控制系统,并以离散形式将控制方法进行数字化实现。采用对数频率特性判据和Nichols曲线对所提控制方法的稳定性进行分析,通过仿真比较引入LESO-KF前后转子偏转通道的稳定性。实验结果表明:PID控制条件下在高频时失真,引入LESO-KF后明显降低噪声及干扰,同时还可对系统内部状态参数进行实时观测。实验结果验证了所提控制方法对摩擦谐振干扰及耦合效应的抑制作用。 展开更多

关键词 洛伦兹惯性稳定平台(LISP) 洛伦兹力磁轴承(LFMB) LESO-PID控制 卡尔曼滤波(KF)反馈 稳定控制

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无人艇编队避碰路径规划与重规划

8

作者 刘伊婕 姜斌 +2 位作者 马亚杰 李文博 刘成瑞 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第6期1964-1974,共11页

针对无人艇(unmanned surface vessel,USV)在障碍地图中的避碰路径规划问题,提出一种基于改进蚁群算法的静态全局路径规划避碰方法,并面向未知障碍给出一种局部路径重规划方案。运用栅格法对障碍环境进行建模;通过设计复合启发函数,提... 针对无人艇(unmanned surface vessel,USV)在障碍地图中的避碰路径规划问题,提出一种基于改进蚁群算法的静态全局路径规划避碰方法,并面向未知障碍给出一种局部路径重规划方案。运用栅格法对障碍环境进行建模;通过设计复合启发函数,提出一种信息素动态给予机制,引入混沌优化算子,解决传统蚁群算法易落入局部最优解和收敛性差的问题;基于鱼群效应提出一种局部路径重规划方案,解决USV编队在遭遇未知障碍时的路径重规划问题。对由5艘USV组成的分布式编队系统进行仿真实验,验证了所提方法对编队避碰问题的有效性。 展开更多

关键词 无人艇编队 路径规划 路径重规划 改进蚁群算法 混沌优化

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永磁偏置径向磁轴承能量优化与实验 被引量：7

9

作者 刘强 赵明师 +3 位作者 韩邦成 樊亚洪 孙津济 郑世强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2420-2428,共9页

针对磁悬浮飞轮低功耗的要求,对一种经典永磁偏置径向磁轴承进行能量优化研究。介绍了磁轴承的磁路结构和工作原理,基于磁轴承电流刚度和位移刚度数学模型,提取出轴承能量优化因子σ。在此基础上,建立了磁轴承功耗的目标函数,并对磁轴... 针对磁悬浮飞轮低功耗的要求,对一种经典永磁偏置径向磁轴承进行能量优化研究。介绍了磁轴承的磁路结构和工作原理,基于磁轴承电流刚度和位移刚度数学模型,提取出轴承能量优化因子σ。在此基础上,建立了磁轴承功耗的目标函数,并对磁轴承功耗进行优化,得到了最优功耗数学表达式及其对应的σ大小。通过有限元法对轴承功耗优化结果进行仿真验证,其结果与理论分析结果基本吻合。在此基础上,基于优化结果研制了一套磁轴承,并通过改进现有15 Nms磁悬浮飞轮进行功耗测试。结果表明振幅为10μm时,单组绕组的最优功耗为0.87 W,与理论最优值0.79 W的最大误差为9%。该能量优化方法提高了磁轴承低功耗设计效率,对飞轮系统整体功耗优化具有重要意义。 展开更多

关键词 永磁偏置磁轴承 能量优化 等效磁路 有限元法 偏置磁通

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基于自适应UKF的卫星星座自主导航方法 被引量：1

10

作者 王栋 杨静 熊凯 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2655-2666,共12页

针对卫星星座自主导航系统中存在的模型不确定性及难以准确获取的时变系统噪声统计特性影响导航精度的问题,提出了一种系统噪声在线自适应调整的UKF算法。基于所提出的自适应UKF算法设计了一种基于星间相对测量的卫星星座自主导航方法,... 针对卫星星座自主导航系统中存在的模型不确定性及难以准确获取的时变系统噪声统计特性影响导航精度的问题,提出了一种系统噪声在线自适应调整的UKF算法。基于所提出的自适应UKF算法设计了一种基于星间相对测量的卫星星座自主导航方法,该方法结合奇异值分解和比例修正的采样策略,解决了应用UKF时易出现状态误差方差阵丧失正定性而导致的Cholesky分解无法进行的问题。通过在低轨区域星座和中轨全球星座上的仿真实验,验证了该算法在提高滤波精度以及改善状态估计置信度方面的有效性,所提算法的定轨精度优于EKF算法、自适应EKF算法以及基于对称采样策略的UKF算法。采用CRLB分析法对导航算法的估计性能进行了分析验证。 展开更多

关键词 星座自主导航 EKF UKF 自适应滤波 CRLB

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基于图论的深空探测航天器故障可诊断性评价 被引量：12

11

作者 刘文静 李文博 +1 位作者 张秀云 刘成瑞 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2074-2084,共11页

为了衡量深空探测航天器的自主故障诊断能力,提出基于图论的故障可诊断性评价方法.在对加权有向图进行介绍的基础上,给出强可推导结点、依赖于故障的可推导结点以及解析冗余结点等定义;分别提出故障可检测性和可分离性判据并给出相关证... 为了衡量深空探测航天器的自主故障诊断能力,提出基于图论的故障可诊断性评价方法.在对加权有向图进行介绍的基础上,给出强可推导结点、依赖于故障的可推导结点以及解析冗余结点等定义;分别提出故障可检测性和可分离性判据并给出相关证明,考虑深空探测航天器的资源约束问题,研究解析冗余关系优选方法;分析深空探测航天器的故障诊断层次,并对系统级故障诊断能力进行评价;最后,利用深空探测航天器的数学仿真数据对所提方法的有效性进行验证. 展开更多

关键词 深空探测航天器 故障可检测性 故障可分离性 解析冗余关系 图论

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深空探测器相对论导航方法 被引量：6

12

作者 熊凯 魏春岭 +1 位作者 李连升 周鹏 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第2期140-150,共11页

在相对论导航系统中,通过毫角秒恒星角距测量装置获取反映恒星光行差和光线引力偏折变化的恒星角距观测量,利用导航滤波器处理观测量,估计深空探测器在惯性空间的位置和速度矢量,以及敏感器的测量基准偏差。建立了面向导航滤波器设计和... 在相对论导航系统中,通过毫角秒恒星角距测量装置获取反映恒星光行差和光线引力偏折变化的恒星角距观测量,利用导航滤波器处理观测量,估计深空探测器在惯性空间的位置和速度矢量,以及敏感器的测量基准偏差。建立了面向导航滤波器设计和系统性能分析的状态和观测方程,根据导航系统的克拉美劳下界(Cramer-RaoLowerBound,CRLB)考察了相对论导航方法用于深空探测的可行性,设计了通过导航滤波器自学习提升相对论导航系统性能的策略。仿真研究表明,对于环绕火星运行的深空探测器,在恒星角距测量精度为1mas的情况下,相对论导航方法能达到百米量级的定位精度水平。为相对论导航方法在深空中的应用提供了支持。 展开更多

关键词 深空探测 天文导航 相对论效应 Q学习扩展卡尔曼滤波器

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提升小波在SINS分段快速对准中的应用 被引量：2

13

作者 高伟熙 缪玲娟 倪茂林 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1845-1849,共5页

提出了一种利用提升小波进行消噪的捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)分段快速对准新方法。该方法首先进行水平精对准,然后利用提升小波算法对陀螺仪的输出信号进行消噪后,快速计算出方位失准角并进行修正,... 提出了一种利用提升小波进行消噪的捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)分段快速对准新方法。该方法首先进行水平精对准,然后利用提升小波算法对陀螺仪的输出信号进行消噪后,快速计算出方位失准角并进行修正,完成对准过程。理论分析和实际系统试验表明:提升小波算法对于光纤陀螺信号具有良好的消噪效果,新方法与传统的Kalman滤波对准方法具有相同的稳态精度,但方位精对准过程中,不需要进行捷联惯导的力学编排,精对准的时间可以缩短至30 s左右。该方法弥补了传统Kalman滤波精对准方法中方位失准角估计速度慢的缺陷,大幅度提高了SINS的初始对准速度。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 初始对准 提升小波 消噪 分段

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基于光学敏感器增强脉冲星导航系统性能 被引量：6

14

作者 熊凯 魏春岭 《导航定位学报》 2016年第1期38-43,共6页

本文研究增强X射线脉冲星导航系统性能的方法。脉冲星导航系统以通过X射线探测器测量得到的和通过脉冲星时间模型预测得到的脉冲到达时间之差作为观测量,信号处理过程中,脉冲到达时间差通过观测脉冲轮廓和标准脉冲轮廓的比对来计算。由... 本文研究增强X射线脉冲星导航系统性能的方法。脉冲星导航系统以通过X射线探测器测量得到的和通过脉冲星时间模型预测得到的脉冲到达时间之差作为观测量,信号处理过程中,脉冲到达时间差通过观测脉冲轮廓和标准脉冲轮廓的比对来计算。由于构造观测脉冲轮廓需要用到航天器位置信息,脉冲星导航系统的定位性能会受到航天器初始位置误差的影响。为了解决这一问题,提出采用基于"脉冲星+光学"的组合导航方法,将紫外导航敏感器测量信息引入脉冲星导航系统,该方法能够在航天器初始位置误差较大的情况下,显著改善TOA测定精度和导航系统性能。通过数学仿真和对比研究验证了所设计的组合导航方法的有效性。 展开更多

关键词 自主导航 X射线脉冲星 光学导航 相位估计 航天器

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传感器过饱和条件下的星像点细分定位

15

作者 贾瑞明 马晓蕾 郝云彩 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期36-41,共6页

本文针对星点成像中的过饱和现象,分析了星像点的点扩散函数(PSF)特性,建立了过饱和星像点能量分布模型,提出了一种过饱和星像点PSF相关算法。该算法首先确定与星像点目标区域相似度最好的PSF序列,通过找到该序列的最大值进行定位。仿... 本文针对星点成像中的过饱和现象,分析了星像点的点扩散函数(PSF)特性,建立了过饱和星像点能量分布模型,提出了一种过饱和星像点PSF相关算法。该算法首先确定与星像点目标区域相似度最好的PSF序列,通过找到该序列的最大值进行定位。仿真实验表明:在星像点有噪声的条件下,PSF相关法的定位误差低至0.05 pixel;在非对称PSF条件下,定位误差依然小于0.1 pixel,均比传统的质心法、曲面拟合等方法的定位精度高。 展开更多

关键词 制导与控制 能量分布 过饱和 PSF相关算法 质心法

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无热化星敏感器光学系统设计 被引量：9

16

作者 刘健 郝云彩 +1 位作者 常军 王涌天 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期223-225,230,共4页

依据热补偿理论,在基于热差互补原理的无热差光学系统材料选取方法的基础上进行了高精度星敏感器光学系统设计和无热化分析,系统工作波段0.5~0.8μm,F数为2,视场角为10°,温度范围-10℃~30℃,通过分析像面移动量、能量集中度曲线和... 依据热补偿理论,在基于热差互补原理的无热差光学系统材料选取方法的基础上进行了高精度星敏感器光学系统设计和无热化分析,系统工作波段0.5~0.8μm,F数为2,视场角为10°,温度范围-10℃~30℃,通过分析像面移动量、能量集中度曲线和各色传递函数曲线可以看出,光学系统在要求温度范围内性能稳定,基本可以实现无热化. 展开更多

关键词 光学设计 空间光学 无热化 星敏感器

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无人机反应式扰动流体路径规划 被引量：17

17

作者 吴健发 王宏伦 +1 位作者 王延祥 刘一恒 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期272-287,共16页

针对复杂三维障碍环境,提出一种基于深度强化学习的无人机(Unmanned aerial vehicles,UAV)反应式扰动流体路径规划架构.该架构以一种受约束扰动流体动态系统算法作为路径规划的基本方法,根据无人机与各障碍的相对状态以及障碍物类型,通... 针对复杂三维障碍环境,提出一种基于深度强化学习的无人机(Unmanned aerial vehicles,UAV)反应式扰动流体路径规划架构.该架构以一种受约束扰动流体动态系统算法作为路径规划的基本方法,根据无人机与各障碍的相对状态以及障碍物类型,通过经深度确定性策略梯度算法训练得到的动作网络在线生成对应障碍的反应系数和方向系数,继而可计算相应的总和扰动矩阵并以此修正无人机的飞行路径,实现反应式避障.此外,还研究了与所提路径规划方法相适配的深度强化学习训练环境规范性建模方法.仿真结果表明,在路径质量大致相同的情况下,该方法在实时性方面明显优于基于预测控制的在线路径规划方法. 展开更多

关键词 无人机 反应式路径规划 受约束扰动流体动态系统 深度强化学习 训练环境

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微小故障下的深空探测航天器闭环主动故障检测 被引量：4

18

作者 窦立谦 季春惠 +2 位作者 张秀云 宗群 刘文静 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2085-2092,共8页

深空探测航天器是发展空间技术、扩展人类探索疆域的重要工具.航天器运行过程中一旦发生故障,极易导致探测活动失败甚至航天器损毁,而对航天器进行早期微小故障诊断,可以有效预防重大故障的发生,对于深空探测活动的顺利进行具有十分重... 深空探测航天器是发展空间技术、扩展人类探索疆域的重要工具.航天器运行过程中一旦发生故障,极易导致探测活动失败甚至航天器损毁,而对航天器进行早期微小故障诊断,可以有效预防重大故障的发生,对于深空探测活动的顺利进行具有十分重要的意义.本文针对模型参数不确定下的深空探测航天器系统,提出一种闭环主动故障检测方法,实现对微小故障的准确检测.通过设计合适的辅助输入信号,分别注入标称和故障模型系统,使故障系统的输出与标称系统的输出无交集,以达到故障检测的目的.此外,为减小对深空探测航天器系统产生的影响,所设计的辅助信号必须尽可能小.通过对两方面需求的考虑,在传统开环研究的基础上,加入观测器建立闭环系统,在提升对微小故障的检测能力的同时减小对系统的影响.最后,利用深空探测航天器的数学仿真验证了所提闭环方法对微小故障的检测能力,并与传统开环方法进行了对比,结果表明闭环辅助信号具有更优的性能. 展开更多

关键词 深空探测航天器 闭环主动故障检测 辅助信号设计 微小故障

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基于微机电系统洛伦兹平台角速度估计 被引量：1

19

作者 熊颖 刘强 +2 位作者 韩邦成 任元 樊亚洪 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第21期8976-8982,共7页

针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频... 针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频速度信息,而加速度计则提供高频信息。最优估计器通过将低频信号与高频信息融合,采用最优控制与估计算法进行速度解算与估计。实验表明,频率在20 Hz内,运动角度在±60°内,MEMS组合传感器速度拟合周期不超过5%,稳定拟合误差不超过7.5%,可以满足平台稳定偏转控制需求。最优状态估计器能在时域与频域上提供无差、高性能的角速度信号。 展开更多

关键词 洛伦兹惯性稳定平台 角速度估计 MEMS传感器 卡尔曼滤波

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