低成本无人机传感器配置方案的设计与仿真

以降低无人机制造成本为目标,在保证无人机安全自主飞行的前提下,提出了基于GPS和垂直陀螺、GPS和三轴速率陀螺及GPS和低成本惯性组件的3种低成本传感器配置方案,并针对每种方案在工程中遇到的问题,采用低通滤波、高通滤波和卡尔曼滤波等数据融合算法予以解决,最后在MATLAB平台下对每种传感器配置方案进行仿真验证.研究对比表明,对于自身稳定性较好的无人机,该3种传感器配置方案均能够实现姿态控制、高度控制、滚转控制以及航迹控制.     

静电悬浮微加速度计高灵敏度电容检测通道设计

高灵敏度电容式位移检测是实现静电悬浮微加速度计闭环测控的关键技术之一.针对微加速度计径向悬浮检测的特点及指标要求,设计了高灵敏度、高精度电容式微位移检测通道.该通道主要由前置RC隔离网络与C/V转换、高共模抑制比差动放大器、二级运放、二阶压控电压源有源带通滤波、相敏解调(含模拟乘法器与四阶Butterworth低通滤波...     

基于TMS320LF2407A的便携式陀螺电源的设计

设计了一种基于TMS320LF2407A的高性能陀螺逆变电源系统,采用SPWM技术获得了恒压恒频的三相正弦交流电输出,具有集成度高、低功耗的特点,利用DSP对电源输出的各种信号进行监测,提高了系统的可靠性;采用陷波滤波和低通滤波相结合的滤波电路,有效减少了电源输出的开关谐波分量。结果表明,电源各项指标均满足陀螺仪的要求。     

基于综合设计的涡轴发动机热力循环方案研究

为了对比研究不同热力循环参数的涡轴发动机方案,建立集总体性能设计、尺寸流路设计、部件初步气动设计和重量估算的总体/部件为一体的综合设计模型,利用部件效率/气动负荷耦合设计和涡轮冷气量计算模型,实现发动机总体/部件的耦合设计。结果表明:在现有的设计技术水平下,低压比方案、高涡轮进口总温方案以及低压比和高涡轮进口总温的组合方案各具优势;高热力参数方案的设计必须以技术的进步为前提;未来涡轴发动机的总体设计将会沿着高热力循环参数和低热力循环参数两种方向发展。     

使用改进的卡尔曼滤波方法由飞行数据求取直升飞机气动导数的应用研究

本文分析和研究了低通滤波、最小二乘法、频率法和卡尔曼滤波方法的优点和缺点,将利用卡尔曼滤波求取直升飞机气动导数的方法作了进一步的修改,卡尔曼滤波的输入数据由低通滤波数据改用频率法的输出数据,卡尔曼滤波时的初始导数由单纯的最小二乘法所获得的导数改用由频率法得出的导数。计算结果表明,改进的卡尔曼滤波方法消除了原方法由于低通滤波而造成的相位漂移,振荡频率误差显著降低,复合相关系数提高到0.9以上,特征根已十分接近真值,是一种切实可行的方法,适合于各种直升飞机的导数识别。     

正交调制实现窄带带通数字滤波器

为了提高滤波器性能并简化设计,采用正交调制等效结构实现了带通滤波,使一组中心频率不同,而其余指标都相同的窄带带通数字滤波器设计简化为一个窄带低通数字滤波器设计.对窄带低通数字滤波器设计,又采用了多抽样率多级实现技术,提高了运算效率,节省了存储空间.该设计已在TMS320C3X系列DSP芯片上调试通过,并运用于铁路电气化区段机车信号译码.     

圆弧形榫连结构高/低循环疲劳试验研究

针对大涵道比涡扇发动机风扇叶/盘榫连结构,提出了缩比为1:2.5的圆弧形榫连结构疲劳试验方案,分别设计了高、低循环疲劳试验件及其夹具,并进行了疲劳试验验证.为了简化试验,低循环疲劳试验采用拉-拉循环加载试验方案,高循环疲劳试验则通过测定试验件1阶弯曲振型下的疲劳极限来实现.在低循环疲劳试验中,试验件结构的裂纹萌生寿命远大于60000次循环,具备足够的抗低循环疲劳能力;在高循环疲劳试验中,试验件结构在设计目标为207 MPa下通过了3×107循环的疲劳寿命考核.结果表明:圆弧形榫连结构的高、低循环疲劳试验装置设计合理,实现了预期的试验目标;所设计的圆弧形榫连结构具有良好的抗疲劳性能,满足大涵道比发动机的寿命设计目标;失效形式为由微动磨损引起的疲劳裂纹萌生和扩展.     

箭载SINS快速自对准技术

为适应运载火箭快速发射需求,捷联惯导系统采用自对准技术逐渐取代了复杂的光学瞄准系统。针对初始对准中Kalman滤波器收敛缓慢的问题,提出了基于低通滤波的运载火箭快速自对准方法。该方法基于凝固惯性系自对准算法,采用移动窗双矢量构造方案,实现了自对准实时解算。通过在凝固惯性系间姿态转换矩阵后端引入低通滤波器,降低杆臂效应引起的有害加速度影响,保证自对准精度。该方法不需要进行复杂的Kalman滤波运算,能够快速收敛,工程实现简单。数字仿真和试验数据表明,采用基于低通滤波的凝固惯性系自对准方法可以达到Kalman滤波对准同等级精度的同时缩短对准时间到5min以内,验证了该方法的有效性。     

声场扰动下预混旋流管状火焰动态响应特性

针对预混旋流管状火焰不稳定问题,开展不同空气体积流量和当量比甲烷/空气火焰对轴向声场扰动响应特性的实验研究,揭示了火焰对不同声场频率的动态响应范围,获得了声场扰动下火焰结构、声压、OH*等的变化规律。结果表明:火焰对声场的响应呈现低通滤波特性,高频声场对火焰影响较弱,中、低频声场迫使火焰发生同频振荡,甚至引发熄火现象。通过调整入口体积流量发现低通滤波特性的特征频率和低频熄火频率受混合燃气的体积流量及当量比的影响较小。熄火拉伸率计算表明:相对于高当量比火焰,当量比小于等于065时火焰抗熄火能力较弱,在中频声场扰动下火焰局部熄火致使火焰抬升。     

模拟滤波器在畸变流场数据处理中的研制和应用

对进气道 /发动机动态畸变流场压力测试及数据处理中所需要的滤波器技术要求和性能指标进行了介绍 ,还介绍了采用四阶波特沃斯滤波器的工作原理、特性及调试中的技术问题。样机对动态压力探针信号进行了高通滤波 (fc =0 .2 5Hz～ 2 .5Hz共分十档 ) ,对稳态压力探针信号进行 (分十档 )低通滤波处理。然后两者叠加 ,最后经fc =10 0Hz～ 10KHz低通滤波器得到有用的畸变脉动压力信号。在完成滤波器样机的设计、制作和安装后 ,用FFT信号分析仪对样机的性能指标作了检测 ,得到了各滤波器单元在不同截止频率情况下的幅频相频曲线 ,证明了所获得数据与理论值吻合。表明所研制的滤波器性能完全能满足在动态畸变流动下数据处理中的使用要求 ,且可作普通滤波处理仪器应用。     

An Analog Open-Loop Adaptive-Array Antenna System

A new open-loop adaptive-array system with excellent transient behavior is presented. The system is constructed of analog circuits and determines complex weights without using the feedback of the array output. The performance attainable with the system is described in detail. It is shown that the convergence rate of the system does not depend on a noise environment but is determined by the time constant of the low-pass filters included. Moreover, it is shown that although the steady-state performance is quite good when the interference sources differ widely in signal strength, the steady-state performance can be far below optimum when two or more interference sources are present at roughly equal power levels.     

巴特沃斯数字滤波器在自动测试中的应用

本文主要研究巴特沃斯低通数字滤波器在自动测试系统中的应用。讨论了高速采样低速输出的自动测试系统中采用低通数字滤波器的必要性;比较了巴特沃斯低通数字滤波器与多点平均滤波的性能,巴特沃斯滤波器具有较理想的特性;介绍了建立巴特沃斯低通数字滤波器的设计方法,以及在实现实时滤波算法时,克服初始瞬变过程和防止滤波器数值不稳的措施。最后,给出了在长时间陀螺漂移测试中的应用结果。     

基于可拓评价法的区域管制系统运行质量评估

在保证区域管制系统安全运行的前提下,提高区域管制系统的运行质量可以提高航路网的运输效率,减小航路的交通拥挤,而评价其运行质量水平为提高运行质量提供了理论依据,因此有必要对区域管制系统的运行质量进行评估.基于区域管制系统的运行过程,从区域管制服务的安全性、效率性选取了评估指标,构建了质量评价体系.在此基础上,采用可拓评价法建立了区域管制系统运行质量评估模型.算例分析验证了质量评估模型的可行性.     

A new power collection architecture for future spacecraft

The generalized tree-like transmission line network system having n layers in total with m-to-1 branch connection at each joint (T-TLNS-n-m) is proposed to replace the traditional series-parallel combined dc networks to automatically accumulate identically distributed power cells into the large amount of useful power for the spacecrafts. The proposed system has the attractive features of simple structure, easy construction and maintenance, and low cost, because two kinds of parts, ac current sources and m-to-1 transmission line (TL) branch connection parts, are used in the whole system. A method of implementing ac current cells having high output impedance is proposed to improve the power collection efficiency of the whole network system. Simulated results show that that low-pass nominal /spl pi/- or T-circuit with high characteristic impedance, which is used for the voltage source to current source converter in the current cell, improves the efficiency of the voltage inverter, filters out the harmonics, and increases the output impedance of the whole current cell.     

Integrated CIS VLF/Omega receiver design

The design of an integrated Russian-VLF/Omega receiver implemented on a TMS320C30-microprocessor-based SPECTRUM plug-in board installed in a PC-compatible portable computer is presented. The system also requires an external antenna, pre-amp, and frequency reference. The SPECTRUM board digitizes the RF signal to 16 b and then digitally mixes with the sines and cosines of the three Russian frequencies plus 10.2, 11-1/3, and 13.6 kHz. The mixer outputs are low-pass filtered, and the comb filters are implemented for the respective epochs. The computer accesses and processes the comb filter outputs, calculating and logging signal phase and amplitude. The design allows for easy future expansion to include unique and VLF communication frequencies     

考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性的三维导引律

基于三维(3D)空间坐标系下目标-导弹相对运动方程,考虑导弹自动驾驶仪的二阶动态特性,应用动态面控制方法设计了一种新的三维空间导引律.在设计过程中,通过引入一阶低通滤波器,使得导引律的最终表达式中不含有视线角速率的高阶导数,更易于实际应用.该导引律有效地克服了导弹控制系统的动态延迟对制导精度的影响.将该导引律与未考虑导...     

Model Development and Adaptive Imbalance Vibration Control of Magnetic Suspended System

对星载磁悬浮单框架控制力矩陀螺,建立其转子的平动与转动的动力学方程。所建模型反映了转子的动、静不平衡特性,以及转子运动与框架、星体运动的耦合关系。模型是主动磁悬浮控制与动框架效应分析的基础。对动、静不平衡量未知的转子,设计了自适应对中控制器。在分散PD、比例交叉反馈控制器与高低通滤波器的基础上,通过动、静不平衡量的辨识与补偿控制,使转子绕其惯量主轴旋转,衰减角动量交换执行机构高速转子因不平衡而对基座产生的干扰力,消除星上主要颤振源,达到降低卫星姿态抖动的目的。     

Sensitivity Study and Optimization of Predictive Systems for Transmission of Video Signals

A method is proposed to optimize the prediction coefficient of a first order predictor. The optimization is with respect to the sensitivity of variations in statistics of the video signal. Given the characteristics of human vision, it has been shown that the DPCM is not worse than the PCM with respect to the sensitivity to variations in the input video signal statistics, but is even better than the PCM. Also, the following point is made clear. If an encoding system is designed with a = as (?Mo) providing the satisfactory quality for the picture with ? = ?Mo, this system will yield picture of better or equal quality as for ? = ?Mo for any other picture.     

一种改进的星图降噪算法研究

在星敏感器的使用过程中,由于外界环境的影响及传感器自身的限制,拍摄出来的星图不可避免地存在一些噪声,因此对星图进行去噪处理是一项非常重要的工作。针对传统高斯模板滤波存在的引入邻域噪声、无法自行根据星图特性修正等造成去噪效果不好的问题,提出了一种改进的星图降噪算法。该方法在滤波前先进行坏点剔除工作,并采用高斯低通滤波与高通滤波结合的方式对图像进行处理,在抑制噪声的同时有效地保留了星点信号。通过阐述星敏感器的工作原理,分析星图的噪声特性,对星图滤波去噪算法进行研究,并进行模拟星图影像提取星点坐标实验。结果表明：使用该算法进行滤波比传统的高斯滤波算法提取的质心坐标精确度更高,较传统方法横坐标提高0.00538个像素点,纵坐标提高0.0077个像素点,证实了图像处理算法的有效性。     

多滤波器并联方式解决直升机动力传动链扭振耦合

为了解决直升机动力传动链扭振系统与动力控制系统的耦合不稳定性问题,提出了一种采用多个陷波滤波器并联组合、根据发动机不同的工作模态选择不同滤波器实现扭振滤波的方法。对陷波滤波器进行了改进,使得引入控制系统通频带的附加相移减小,降低了对系统控制性能的影响。通过直升机联合试验,验证了该方法是有效的。