2016年国外惯性技术发展与回顾

以惯性技术研究与应用为主线,回顾了2016年国际惯性技术发展历程和现状,概括了惯性仪表、惯性系统当前的研究现状及应用,展望了惯性技术的未来发展.     

电容式微加速度计闭环检测电路

针对硅微惯性器件中的微小差分电容检测,提出了一种应用于三明治结构差分电容式微机械加速度计的闭环检测电路.通过等电势屏蔽法,相干解调技术和增加激励信号对称性等技术屏蔽杂散电容,抑制了电路噪声和共模误差,提高了检测电路的微弱信号辨识能力;静电力平衡闭环检测克服了开环输出信号的非线性缺陷,实现了高线性度、高分辨率的电容检测.设计的闭环检测电路具有电路简单、线性度好、抗干扰性强和易于集成的特点.实验结果表明,加速度计量程可达±15g,电容分辨率可达10^-16F.     

Hilbert缝隙天线的频率可重构设计

设计了一种在Hilbert缝隙上加载RF MEMS（Micro electrical mechanical systems）开关实现频率重构的微带天线。运用Ansoft HFSS软件，缩减了原来天线接地面的尺寸，利用RFMEMS开关控制天线上Hilbert缝隙长度来实现频率重构。设计的该天线工作在GPS／DCS／PCS／Blue Teeth以及IEEE802．11b＆g／IEEE802．11a等5个不同的频段。还讨论了用金属片和等效的电路参数分别表示理想和非理想RF MEMS开关所得的S11参数曲线，并进行比较。就方向图而言，由于GPS／DCS／PCS频段天线工作在同一模式下，所以方向图完全一致，而工作于高次模式的Blue Teeth以及IEEE802．1l＆g／IEEE802．11a频段，方向图明显不同。最终通过在Hilbert缝隙天线上加载RF MEMS开关后，实现了将一副天线应用到无线通信中5个频段的目的。     

MEMS 壁面剪应力传感器阵列水下标定实验研究

壁面剪应力的精确测量对于研究水下物体边界层流动、寻求有效的减阻增效措施至关重要。MEMS 壁面剪应力传感器的标定首先是最基本的静态标定,其决定了其测量的精度和数据的可信度。本文在分析已有标定方法的基础上研发1种新型水下壁面剪应力给定装置,并采用数值方法计算分析不同流速下的壁面剪应力给定条件,进而设计壁面剪应力传感器静态标定方案,开展了一种 MEMS 热膜式壁面剪应力传感器阵列的水下静态标定实验,获得了各传感单元的标定系数。     

改进的组合导航算法在MEMS组合导航系统中的应用

针对MEMS组合导航系统的应用,提出了一种改进的组合导航算法。首先采用零速修正算法对MEMS陀螺仪逐次启动重复性无规律的常值零偏进行补偿;其次,通过分析陀螺仪误差项的构成,提出了一种将卡尔曼滤波器输出的误差估计量P与零速修正的误差量相结合的改进导航算法,引入误差量分配加权思想,实现对系统误差方差阵Q中陀螺仪误差量的在线调节。利用跑车试验数据对算法进行验证,结果表明在MEMS组合导航系统中,与经典的导航算法相比,改进算法的导航精度更高、可靠性更强,是一种能有效应用于实际中的估计方法。     

采用PWM复合控制的电动摩托车电动控制策略的研究与实践

本文以实践为基础,提出了一套适用于采用开关磁阻电动机（ＳＲＤ）的电动摩托车动运行的控制策略,同时对在电动运行中,控制参数对系统的影响进行了仿真分析和优化。实验表明,本控制策略适宜电动摩托车,且达到了一个理想的效果。     

机载通讯设备自动测试系统硬件设计

介绍机载通讯设备自动测试系统的硬件设计,包括如何由需求分析确定硬件设计方案、硬件设计具体内容、硬件设计流程以及硬件设计中的难点与解决方案。自动测试系统已投入生产运行,满足机载设备大修时的测试、诊断需求,较大地提高了维修效率。     

一种SMA型射频连接器及电缆组件的设计与实现

文中提出了一种配接SMA型射频同轴连接器的电缆组件。通过共面补偿优化设计以及对装配过程中影响电缆组件电性能指标的关键因素进行分析,设计了SMA型射频连接器,并配接射频电缆加工了电缆组件。在整个工作频段（0.01～18）GHz,测试的电缆组件电压驻波比VSWR_电缆组件<1.12,通过计算,单个连接器电压驻波比VSWR_连接器<1.06。所提出的配接SMA型射频连接器电缆组件的电压驻波比性能较常见的同类电缆组件有明显改进。电缆组件的测试结果与仿真结果具有较好的一致性,验证了设计的有效性。     

一种MEMS陀螺随机漂移的高精度建模方法

为补偿MEMS陀螺随机漂移,采用时间序列分析法对其进行自回归滑动平均（ARMA）模型辨识,提出一种滑动平均（MA）参数估计的新方法。先将陀螺随机漂移建模为带观测噪声的ARMA模型,在估计出自回归（AR）部分的参数后,针对AR滤波后的残差,推导出一种方差小的MA自协方差估计值,并将该估计值作为输入,利用Gevers-Wouters（GW）算法估计出MA部分的参数。仿真结果表明,MA参数估计精度得到提升的同时,参数估计可靠性也得到了增强。MEMS陀螺的随机漂移补偿实验进一步验证本文所提算法的补偿精度高于改进前。      

车载单天线GPS/MEMS-SINS组合对准算法

捷联式惯性导航系统（SINS）需要精确的初始姿态信息进行姿态、速度和位置解算,而微机电系统（MEMS）惯性传感器由于精度限制无法完成自对准。为了解决这个问题,提出一种基于单天线GPS测姿和MEMS SINS的组合对准算法。采用单天线GPS在载体稳定协调运动条件下给出粗略的航向角信息,进行姿态粗对准。在精对准阶段,使用GPS提供的载体的航向角、位置和速度信息作为观测量,建立Kalman滤波器,对捷联式惯性系统的误差项进行估计,得到精确的姿态矩阵（DCM）,完成对准。经过仿真和车载试验验证,对准后的俯仰角和横滚角均方误差在0.1°内,航向角均方误差在0.5°以内。表明算法可以在运动条件下完成载体的对准要求,有一定的实用价值。