飞行器数字姿控系统数字校正滤波器参数优化设计

本文提出一种数字校正滤波器Z域最佳逼进设计算法,根据数字滤波器期望特性,在Z平面上直接优化设计滤波器参数,这种算法对任何形式的数字校正滤波器(递归式和非递归式)均是适用的。     

FIR数字滤波器的设计方法

FIR数字滤波器是数字滤波器的一个重要组成部分,论文介绍了FIR数字滤波器的几种主要设计方法,并且结合MATLAB仿真工具来设计有限冲击响应数字滤波器。     

数字滤波器系数整量化效应与最小字长

本文针对数字控制系统发展的需要,综述了(递归式)数字滤波器实现中的一个重要问题,即整量化效应问题。文中着重说明了系数的整量化效应和最小字长的估算方法。滤波器极点的允许偏差决定着系数精度的边界,从而决定着实现滤波器的数字机的最小字长并给出了计算滤波器基本单元系数字长的公式。     

非线性自整定数字滤波器、线性非递归式数字滤波器作为弹性飞行器姿态控制校正装置

本文在以前结果[1]、[2]的基础上,对非线性自整定与线性非递归式两种数字滤波器作为弹性飞行器姿态控制校正装置进行了研究。非线性自整定数字滤波器的算法相对于[1]做了简化和改进,其自整定特性针对弹性控制对象进行了重新设计。文中给出了算法,运算量估计及作为设计例的某飞行器姿态控制系统动态过程的数字计算结果。设计例验证了两种滤波器的设计、算法和控制效果。所提出的两种数字式控制方案,在实现时作为控制元件仅需求一台微型数字机,而无需速率陀螺。     

用非线性自整定数字滤波器、线性非递归式数字滤波器作弹性飞行器的姿态控制校正装置

本文在以前结果[1]、[2]的基础上,对非线性自整定、线性非递归式两种数字滤波器作弹性飞行器姿态控制校正装置进行了研究.非线性自整定数字滤波器的算法,比文献[1]更为简化并有所改进,针对弹性控制对象重新设计了自整定特性.文中给出了算法,运算量估计以及作为设计例的某飞行器姿态控制系统动态过程的数字计算结果.设计例验证了两种滤波器的设计、算法和控制效果.值得注意的是,所提出的两种数字式控制方案,在实现时仅需要一台微型数字机,而无需速率陀螺.     

复包络数字滤波器的最大似然辨识建模

针对无线通讯系统和雷达系统的数字仿真中大量存在的复包络数字滤波器建模问题 ,提出了一种基于变量误差模型 (Errors- in- Variables Model,简记为 EV模型 )的频域最大似然参数估计方法。首先将实验测量值的中心频率移到零频 ,得到复包络滤波器的频率响应 ,然后使用最小二乘法计算复包络滤波器系数的初始估计值 ,最后使用数值迭代法对最大似然估计的代价函数进行优化 ,得到复包络滤波器系数的最佳估计。实验结果以及理论分析表明 ,与现有的复包络数字滤波器转换方法相比 ,最大似然法建模的过程更加直接 ,结果更加精确     

星载多波束发射阵列天线多通道数字上变频设计

针对多波束发射阵列天线输入为中频宽带信号的特点,设计了数字波束成形网络方案,提出了一种适合于工程实施的多通道数字上变频并行处理算法,同时设计了一个集混频滤波和预加重处理功能于一体的复合滤波器,并结合反馈式增强锁相环和逻辑锁定技术提高了阵列天线各通道的幅相一致性.通过仿真分析和工程试验表明,提出的算法利用多相滤波器结构、分布式算法和复用式设计既减少了运算量,又有放降低了硬件资源消耗;采用的复合滤波技术及时钟同步技术提高了通道的幅相一致性,确保了相控阵天线波束赋形的效果.该设计的算法和硬件实施技巧对资源有限的大规模阵列信号处理有较好的借鉴价值,对宽带数字收发信机信号流设计也有一定的参考意义.     

一种VLBI数字基带转换器的设计与研究

数字基带转换器在VLBI系统中主要完成中频信号的基带转换和频段选择,文中采用频域抽取和邻信道合并技术设计一种VLBI数字基带转换器。采用该方法设计的转换器具有比较平坦的通带特性和较大的阻带衰减,能够方便地实现带宽的动态变化。文中对频域抽取进行理论推导论证,并根据邻信道合并的条件,详细说明了原型低通滤波器的设计方法,最后通过仿真验证了新方法的有效性。     

分数阶控制器实现方法研究

研究了分数阶控制器的模拟和数字实现方法,其中数字实现是重点。数字实现是通过构造一个新的IIR型数字滤波器来对函数的分数阶微积分计算进行近似求解,然后对该滤波器进行连分式展开来完成的。以PID控制为例进行的数值仿真结果表明,用此方法设计的离散分数阶PID控制器比传统离散整数阶PID控制器具有更优的控制性能,同时也验证了该数字实现方法的正确性与可行性。     

侦察接收一体式宽带数字接收机设计

传统的电子战接收机或雷达接收机无法识别同时到来的宽带雷达信号,只能依据测频参数移动频域接收窗口实现非实时宽带侦察或接收。提出一种新式的宽带数字接收机研制方案,利用多相滤波器组形式设计信道化接收机,从而降低硬件工作参数要求,实现真正的宽带侦察与接收。     

CZ-4A运载火箭姿态控制系统设计与飞行试验

本文介绍长征四号A(CZ-4A)运载火箭姿态控制系统,内容包括: a 姿态控制系统方案和组成; b 数字控制系统设计采用的数学方法; c 数字自动驾驶仪的设计; d 箭上计算机调零; e 姿态控制伺服系统; f 首发CZ-4A运载火箭控制系统飞行结果。在CZ-4A运载火箭姿态控制系统方案中,数字式自动驾驶仪,双向摇摆发动机伺服系统和计算机调零方案均是国内首次使用,由于这些新技术的采用,使CZ-4A控制系统具有高的精度,大的适应能力,是大型运载火箭姿态控制系统中较好的方案。     

银河仿真机半实物仿真方法

本文分析某型号运载工具姿态控制系统仿真实验的实例,说明使用银河仿真机完成此类实验的方法。     

姿控动力装置仿真模拟器研制

为研究某型号导弹飞行中段的姿态控制、验证飞行试验控制系统功能,研制了姿控动力装置半实物实时仿真模拟器系统。与导弹控制系统进行的弹道模飞联合仿真试验表明,该系统功能稳定、实时性高,在仿真试验中发挥了重要作用,实现了姿控动力装置在不同工况下的半实物仿真和数字仿真功能。     

大机动飞行情况下姿态控制系统的设计

本文针对目前战术导弹广泛使用捷联系统这个现状,以及对大机动飞行器采用姿态角误差反馈进行控制有时出现的奇异问题,提出并研究了基于四元数进行大机动战术导弹姿态控制系统的设计问题.首先,给出了大机动飞行情况下基于四元数描述的弹体动力学模型,然后,基于非线性控制系统综合方法设计了姿态控制系统,并验证了系统的稳定性.研究结果表明,基于四元数进行姿态控制系统的设计,既解决了姿态角表示法存在的奇异性问题,又可减少捷联计算机的计算量,对战术导弹具有重要实际意义.最后,通过数值仿真验证了本文提出方法的有效性.     

飞行器姿态系统变结构控制的研究

对于具有纯延迟、惯性和由开关控制的非线性飞行器姿态系统，本文提出了采用解耦变结构控制的方法。计算机仿真结果表明，本方法行之有效，具有优良的鲁棒性，设计方法简单和易于实现数字控制等优点     

一种降低数字式FM/FM解调系统分路滤波器阶数的方法

FM/ FM遥测体制有着广泛的应用 ,研究数字式 FM/ FM解调系统具有重要意义。分路滤波器 (通常是带通滤波器 )是解调系统的重要组成部分 ,有限冲激响应 (FIR)数字滤波器具有平坦的通带幅度响应和线性相位特性 ,是数字式解调系统的最佳选择。但是 ,符合 IRIG标准的分路滤波器通常是窄带滤波器 ,需要很高的阶数 ,这给系统的实现带来了很大的困难。文中根据变采样率多级实现 FIR滤波器的原理和带通信号采样定理 ,并结合 FM/ FM系统 IRIG标准中各路信号的频谱特性提出了先按频谱分割进行预滤波 ,再降低采样率滤波的方法 ,有效地降低了 FM/ FM系统分路滤波器的阶数。     

基于输出反馈的编队卫星姿态同步和跟踪控制

研究了卫星编队无角速度测量信息且采用局部信息交互时的姿态协同控制问题.以四元数为姿态描述手段,采用超前滤波方法重构星体绝对和相对角速度信息,设计了基于输出反馈的分散姿态同步和跟踪控制器.利用Barbalat引理和代数图论等对闭环系统的全局渐近稳定性进行了理论分析和证明.以六星编队为背景的数值仿真进一步验证了算法的有效性.     

一类导弹控制系统的模态解耦

本文研究非旋转式导弹控制系统的模态解耦能力。证明了具有俯仰、偏航和滚动三个控制通道的控制系统可以实现俯仰、偏航两种运动模态对滚动运动模态的完全解耦。给出了模态解耦控制系统的设计方法。对一种导弹控制系统进行了验证性设计,做了数字仿真。     

Multiple model Kalman filter for attitude determination of precision pointing spacecraft

This paper proposes a novel multiple model estimator for the satellite attitude determination system composed of gyroscopes and star sensors. The main objective is to calibrate the low frequency error of the star sensor and improve the attitude determination accuracy. In the proposed approach, first, the specific frequencies of the low frequency error is extracted according to the frequency spectrum of the estimate of the gyroscope drift obtained from a standard Kalman filter; then, a bank of Kalman filters based on multiple models is implemented to identify the amplitudes of the error signals with the specific frequencies, such that a reference model is obtained to compensate for the effects of the low frequency error. Simulation results indicate that the proposed approach outperforms the existing calibration approach based on the state augmentation technique.     

一种单子样旋转矢量姿态算法

旋转矢量姿态算法可有效抑制高动态环境下捷联惯导系统(SINS)产生的圆锥误差。当 直接应用多子样旋转矢量姿态算法时,会降低系统姿态更新频率;若要保持姿态更新频率, 则需要提高采样频率,从而增加了导航计算机的硬件负担,并导致量化误差突出。针对上述 不足,提出了一种利用当前及前N个姿态更新周期角增量的单子样旋转矢量姿态算 法,并在典型圆锥运动条件下推导了算法补偿项系数。此外,由于陀螺输出经过数字滤波处 理后其幅频特性的改变会影响圆锥误差的补偿效果,根据滤波器特性推导了单子样旋 转矢量姿态算法的修正算法,以便于在工程中推广应用。该算法在不降低姿态更新频率 的同时,可获得较高的解算精度,适于高动态环境应用,实验结果验证了上述算法的正确性 和有效性。