航空遥感惯性稳定平台振动特性分析与隔振系统设计 被引量：13

1

作者 周向阳 刘炜 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期266-272,共7页

针对航空遥感三轴惯性稳定平台隔离高频线振动的要求,在振动环境分析的基础上,以振动传递率为评价指标,对周期性干扰下惯性稳定平台的一次和二次隔振系统动力学模型进行了Matlab仿真及振动特性分析,进而对某轻小型惯性稳定平台的隔振系... 针对航空遥感三轴惯性稳定平台隔离高频线振动的要求,在振动环境分析的基础上,以振动传递率为评价指标,对周期性干扰下惯性稳定平台的一次和二次隔振系统动力学模型进行了Matlab仿真及振动特性分析,进而对某轻小型惯性稳定平台的隔振系统进行了设计,最后为验证隔振系统效果,对惯性稳定平台进行了振动测试实验。实验结果表明：惯性稳定平台在受到30~500 Hz的外界干扰时能够平稳工作,且指向精度保持在0.2°以内,表明隔振系统设计合理有效。 展开更多

关键词 航空遥感 惯性稳定平台 振动传递率 隔振

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航空遥感三轴惯性稳定平台双速度环控制 被引量：14

2

作者 周向阳 赵强 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期439-445,共7页

航空遥感三轴惯性稳定平台用于稳定成像载荷,获取高分辨率的遥感数据。针对惯性稳定平台视轴稳定控制中单速度环对干扰力矩抑制的不足,提出采用以编码器进行数字测速构成速度内环、利用速率陀螺构成速度外环的双速度环复合控制方案,将... 航空遥感三轴惯性稳定平台用于稳定成像载荷,获取高分辨率的遥感数据。针对惯性稳定平台视轴稳定控制中单速度环对干扰力矩抑制的不足,提出采用以编码器进行数字测速构成速度内环、利用速率陀螺构成速度外环的双速度环复合控制方案,将稳定回路抗内部干扰功能和隔离外界干扰功能分开设计实现,以提高系统稳定精度。分别对单速度环和双速度环对扰动的抑制能力进行了理论分析和对比,并在理论分析基础上,对单速度环和双速度环的扰动抑制能力进行了Matlab仿真分析和实验验证。结果表明:与单速度环相比,双速度环可明显减小质量偏心、摩擦等主要内部干扰以及外部基座低频扰动造成的稳态误差,静基座摇摆伺服稳定角速度RMS值减小了52.3%,静基座调平姿态精度RMS值减小了22.1%,动基座调平姿态精度RMS值减小了37.4%。 展开更多

关键词 航空遥感 三轴惯性稳定平台 双速度环 扰动抑制

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航空遥感惯性稳定平台摩擦参数辨识 被引量：7

3

作者 周向阳 刘炜 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期710-714,共5页

针对影响航空遥感三轴惯性稳定平台控制精度的非线性摩擦,提出了一种基于LuGre模型的摩擦参数辨识方法。在分析系统正弦响应曲线的基础上,建立了适于惯性稳定平台的LuGre摩擦模型,提出了两步辨识及动态参数优化的摩擦参数辨识方法,针对... 针对影响航空遥感三轴惯性稳定平台控制精度的非线性摩擦,提出了一种基于LuGre模型的摩擦参数辨识方法。在分析系统正弦响应曲线的基础上,建立了适于惯性稳定平台的LuGre摩擦模型,提出了两步辨识及动态参数优化的摩擦参数辨识方法,针对惯性稳定平台三个框架系统的不同特点分别设计了参数辨识方案,最后通过实验进行了验证。结果表明,各框架角速度、角位置响应仿真曲线与实际曲线基本一致,说明提出的辨识方法能够得到各框架较为准确的摩擦模型。摩擦补偿实验结果表明,可显著降低摩擦对控制系统精度的影响,使方位系统角位置误差波动范围、角位置跟踪均方根误差比未补偿前分别减少了78.7%和91.5%。 展开更多

关键词 航空遥感 惯性稳定平台 LUGRE模型 参数辨识

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惯性稳定平台扩张状态观测器/PD复合控制 被引量：7

4

作者 周向阳 赵蓓蕾 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期6-10,共5页

为提高惯性稳定平台控制系统的稳定精度,在常规PID控制的基础上提出了一种扩张状态观测器与PID相结合的复合控制算法。利用扩张状态观测器将惯性稳定平台的各种内部扰动和外部扰动都视为总和扰动并观测出来,然后通过PID控制器进行误差... 为提高惯性稳定平台控制系统的稳定精度,在常规PID控制的基础上提出了一种扩张状态观测器与PID相结合的复合控制算法。利用扩张状态观测器将惯性稳定平台的各种内部扰动和外部扰动都视为总和扰动并观测出来,然后通过PID控制器进行误差反馈控制,从而提高控制系统的扰动抑制能力与稳定精度。以Lu Gre摩擦模型加入控制模型进行仿真分析,并通过北航自研的惯性稳定平台进行实验验证。结果表明:扩张状态观测器/PD复合控制方法具有高的扰动抑制能力,可显著提高稳定平台稳定精度。相比常规PID方法,扩张状态观测器/PD复合控制使横滚框和俯仰框的稳定精度分别提高了33.23%和55.01%。 展开更多

关键词 惯性稳定平台 扩张状态观测器 PID 扰动抑制

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激光陀螺POS惯性数据滤波及时延补偿 被引量：4

5

作者 钟麦英 闫东坤 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期670-675,共6页

激光陀螺作为位置姿态测量系统(POS)的核心传感器,其精度直接决定激光陀螺POS系统精度,围绕机抖激光陀螺信号去噪的需求,基于FIR滤波器建模的方法,设计了FIR数字低通滤波器;针对滤波器导致的信号延迟问题,根据FIR数字滤波器群延迟特性建... 激光陀螺作为位置姿态测量系统(POS)的核心传感器,其精度直接决定激光陀螺POS系统精度,围绕机抖激光陀螺信号去噪的需求,基于FIR滤波器建模的方法,设计了FIR数字低通滤波器;针对滤波器导致的信号延迟问题,根据FIR数字滤波器群延迟特性建模,提出了激光陀螺POS数据时延补偿方法。静态实验结果表明,设计的FIR数字低通滤波器降低了激光陀螺抖动噪声功率达80dB。进一步通过飞行实验表明,提出的方法降低了激光陀螺POS系统姿态角误差,与POS/AV510相比航向角误差由0.017°降低到0.01°,俯仰角误差由0.007°降低到0.005°,横滚角误差由0.016°降低到0.005°,满足了机载InSAR对激光陀螺POS精度要求。 展开更多

关键词 位置姿态测量系统 激光陀螺 滤波 时延补偿 合成孔径雷达

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基于单目视觉的位置姿态测量系统精度检校方法 被引量：8

6

作者 朱庄生 袁学忠 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期654-659,664,共7页

针对高精度位置姿态测量系统的姿态检校问题,提出一种单目视觉检校方法。首先分析了合作靶标精度对单目视觉姿态测量精度的影响,利用合作靶标实现视觉高精度姿态测量;然后提出基于正交矢量和动态滤波的联合标定法,标定出靶标坐标系和惯... 针对高精度位置姿态测量系统的姿态检校问题,提出一种单目视觉检校方法。首先分析了合作靶标精度对单目视觉姿态测量精度的影响,利用合作靶标实现视觉高精度姿态测量;然后提出基于正交矢量和动态滤波的联合标定法,标定出靶标坐标系和惯性测量单元之间的转换矩阵关系;最终实现了具备高精度姿态精度的单目视觉检校系统。实验结果表明,单目视觉检校系统静态姿态误差均方根为2.1'',动态姿态误差为4.4'',可以为高精度位姿系统提供姿态精度检校。 展开更多

关键词 位置姿态测量系统 单目视觉 联合标定 精度检校

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机载分布式POS传递对准建模与仿真 被引量：14

7

作者 房建成 张舟 宫晓琳 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期379-385,共7页

为了提高机载分布式POS中子POS的测量精度,补偿机翼的挠曲变形,提出了一种机载环境下传递对准方法。为验证该方法的有效性,搭建了机载分布式POS地面演示系统。针对该地面演示系统,提出了运用ANSYS辅助力学建模的方法建立了模拟机翼杆挠... 为了提高机载分布式POS中子POS的测量精度,补偿机翼的挠曲变形,提出了一种机载环境下传递对准方法。为验证该方法的有效性,搭建了机载分布式POS地面演示系统。针对该地面演示系统,提出了运用ANSYS辅助力学建模的方法建立了模拟机翼杆挠曲运动模型,并将由机翼挠曲运动产生的挠曲变形角和挠曲变形角速度增广为卡尔曼滤波的状态变量。在此基础上,详细推导了考虑挠曲变形时姿态误差量测方程,设计了基于"速度+姿态"匹配方式的卡尔曼滤波器。仿真结果表明,采用该挠曲变形补偿方法进行传递对准,水平失准角精度优于3?,方位失准角精度优于5?。仿真结果验证了该方案的可行性,为机载分布式POS提供了工程应用参考。 展开更多

关键词 分布式POS 传递对准 挠曲变形:卡尔曼滤波

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基于线性相位无限长单位冲击响应滤波器的机抖激光陀螺POS低时延降噪方法 被引量：2

8

作者 李建利 陈安升 +1 位作者 钟麦英 房建成 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期644-649,共6页

针对传统线性相位有限长单位冲击响应滤波器在机抖激光陀螺位置姿态测量系统(Position andOrientation System,POS)降噪解调中存在着运算量大和时延大的问题,提出一种基于线性相位无限长单位冲击响应滤波器的降噪解调方法。在时域内通... 针对传统线性相位有限长单位冲击响应滤波器在机抖激光陀螺位置姿态测量系统(Position andOrientation System,POS)降噪解调中存在着运算量大和时延大的问题,提出一种基于线性相位无限长单位冲击响应滤波器的降噪解调方法。在时域内通过卡尔曼滤波参数估计使无限长单位冲击响应低通滤波器逼近线性相位有限长单位冲击响应低通滤波器,获得线性相位;在频域内建立无限长单位冲击响应低通滤波器目标函数,采用拟牛顿法对其进行优化求解,以降低其时延;再设计低阶线性相位无限长单位冲击响应带阻滤波器,降低滤波器运算量。实验结果表明,与传统的有限长单位冲击响应低通滤波方法相比,采用该方法设计的线性相位无限长单位冲击响应滤波器进行机抖激光陀螺POS降噪解调,在保证降噪解调效果的情况下,运算量减少超过40%,时延平均从10.125 ms减小到4.83 ms。 展开更多

关键词 激光陀螺 线性相位 无限长单位冲击响应 卡尔曼滤波 低时延

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分布式POS传递对准对InSAR干涉测量影响的分析 被引量：4

9

作者 朱庄生 郭韬 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期432-438,共7页

为了得到分布式POS在进行传递对准过程中由于大气扰动产生的挠曲变形姿态误差,以及这些误差与干涉式合成孔径雷达(InSAR)高程测量误差间的对应关系,提出了一种利用"速度+姿态"的传递对准方法,并利用它的误差来作为高程测量模... 为了得到分布式POS在进行传递对准过程中由于大气扰动产生的挠曲变形姿态误差,以及这些误差与干涉式合成孔径雷达(InSAR)高程测量误差间的对应关系,提出了一种利用"速度+姿态"的传递对准方法,并利用它的误差来作为高程测量模型的输入,最后得出载机在传递对准过程中导致的高程测量误差。为了验证实验,搭建了分布式测量平台,针对该平台,首先根据机翼杆的挠曲变形运动模型增加载机y方向的变形角为Kalman滤波的状态变量,从而进行更精确的估计和补偿。然后推导了InSAR干涉测量的绝对误差表达式以及参数的选取。最后根据滤波结果和高度误差机理分析了横滚角误差对InSAR的高程信息产生的影响。通过仿真分析,传递对准得到的水平失准角误差小于0.009°,方位失准角误差小于0.015°,并且在横滚角误差为±0.089°时,高程误差小于4.2 m。 展开更多

关键词 分布式POS 传递对准 INSAR 干涉测量

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基于光纤光栅的分布式POS柔性基线测量方法 被引量：5

10

作者 顾宾 王巍(指导) +1 位作者 孙一弘 滕梓洁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期307-313,共7页

分布式位置姿态测量系统(POS)依靠传递对准来精确测量多任务成像传感器的多节点运动信息,然而,节点间的柔性基线精度限制了传递对准精度。针对此问题,提出了一种基于光纤光栅的分布式POS柔性基线测量方法。首先研究了光纤光栅形变测量方... 分布式位置姿态测量系统(POS)依靠传递对准来精确测量多任务成像传感器的多节点运动信息,然而,节点间的柔性基线精度限制了传递对准精度。针对此问题,提出了一种基于光纤光栅的分布式POS柔性基线测量方法。首先研究了光纤光栅形变测量方法,利用光纤光栅传感器获取变形位移和变形角度;然后利用光纤光栅的形变测量信息修正传递对准量测方程,重新建立传递对准模型;最后搭建了柔性基线测试实验平台,进行实验测试。实验结果表明,所提出的方法可以精确测量多节点之间的柔性基线,同时也可为分布式POS的应用提供强有力的支持。 展开更多

关键词 分布式位置姿态测量系统 传递对准 柔性基线 光纤光栅

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舵机负载模拟器扭杆设计及性能分析 被引量：7

11

作者 辛飞飞 周向阳 +3 位作者 雷勇 朱萌 张志伟 杨国龙 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期45-48,共4页

为模拟导弹飞行过程中舵机承受的铰链力矩,文中基于某型号导弹舵机测试要求设计了一种机械式负载模拟器,利用扭杆随舵轴运动产生弹性形变使舵轴受到反作用力从而实现加载。对扭杆这一关键结构进行了结构设计及材料选取,解决了加载梯度... 为模拟导弹飞行过程中舵机承受的铰链力矩,文中基于某型号导弹舵机测试要求设计了一种机械式负载模拟器,利用扭杆随舵轴运动产生弹性形变使舵轴受到反作用力从而实现加载。对扭杆这一关键结构进行了结构设计及材料选取,解决了加载梯度变化范围大的问题;利用Workbench软件对扭杆进行了模态分析及疲劳寿命预测,验证了扭杆的振动稳定性及使用寿命满足设计要求,结果表明扭杆具有良好的使用性能。 展开更多

关键词 负载模拟器 扭杆设计 模态分析 疲劳寿命

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带挠性伸杆机构小卫星的复合振动控制 被引量：2

12

作者 任善永 楚中毅 《动力学与控制学报》 2013年第1期77-81,共5页

为了满足空间探测任务的要求,需采用轻质的伸杆机构支撑各类探测载荷远离卫星本体以避免平台剩磁对空间测量信息的干扰,而挠性伸杆的弹性振动会耦合影响到卫星本体,从而降低卫星本体的姿态控制精度.考虑到挠性附件振动的复杂性及其对航... 为了满足空间探测任务的要求,需采用轻质的伸杆机构支撑各类探测载荷远离卫星本体以避免平台剩磁对空间测量信息的干扰,而挠性伸杆的弹性振动会耦合影响到卫星本体,从而降低卫星本体的姿态控制精度.考虑到挠性附件振动的复杂性及其对航天器本体的耦合影响,采用最优指令整形抑制挠性伸杆的低阶模态振动,并在本体控制中设计自适应扰动抑制滤波器进一步抵消挠性伸杆的残余振动对本体的干扰作用.仿真结果表明,此复合振动控制方法可显著的提高此小卫星的姿态控制精度. 展开更多

关键词 挠性伸杆 最优指令整形 自适应扰动抑制滤波器 复合振动控制

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