检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科技论文 2017年第20期12卷 2281-2288页

作者：蔡伯根郭子明杨翼王剑北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心北京100044

基于GNSS/INS的列车完整性监测系统通过多种传感器信息融合进行组合定位,并实时记录列车头尾位置、加速度、速度信息等,实现列车完整性判别。惯性传感器数据的准确性对列车完整性判决的准确性和可靠性会造成直接影响。分析了列车运行环... 详细信息

基于GNSS/INS的列车完整性监测系统通过多种传感器信息融合进行组合定位,并实时记录列车头尾位置、加速度、速度信息等,实现列车完整性判别。惯性传感器数据的准确性对列车完整性判决的准确性和可靠性会造成直接影响。分析了列车运行环境下的惯性传感器信号误差特性,采用最优小波包降噪、零速校正等技术,提出了惯性传感器随机误差的动态校准方法。利用青藏线试验数据,对校准方法进行了性能验证。结果表明,提出的校准方法能在列车运行环境下对惯性传感器实现动态校准,提高了数据的可用性和准确性。

关键词：列车完整性检测惯性传感器校准最优小波包 ARMA模型零速检测 Kalman滤波

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面向列车完整性监测的惯性传感器校准方法研究

面向列车完整性监测的惯性传感器校准方法研究

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作者：杨翼北京交通大学

学位级别：硕士

基于GNSS/INS多传感器的列车完整性监测系统利用多种传感器进行组合定位获取列车头尾实时加速度、速度、位置信息,进而通过监测列车长度、头尾速度差值实现列车完整性判别。惯性传感器是该系统的重要组成部分,用于测量列车头尾的加速度... 详细信息

基于GNSS/INS多传感器的列车完整性监测系统利用多种传感器进行组合定位获取列车头尾实时加速度、速度、位置信息,进而通过监测列车长度、头尾速度差值实现列车完整性判别。惯性传感器是该系统的重要组成部分,用于测量列车头尾的加速度和角速度信息。惯性传感器数据的准确性直接影响列车完整性判决结果的准确性和可靠性。在列车运行环境下,惯性传感器受车体晃动、内燃机振动、周边设备电磁干扰等多种因素造成信号误差,因此需要对惯性传感器数据进行校准。本论文针对列车运行环境下的惯性传感器信号误差特性进行分析建模,应用最优小波包降噪、零速校正等技术,提出了惯性传感器随机误差的动态校准方案,包括惯性传感器信号降噪、误差建模、数据校准三个步骤。论文研究内容主要分为三个部分：(1)基于最优小波包的信号降噪方法。结合列车运行环境下惯性传感器信号随机误差分量较多的特性,提出使用最优小波包的信号降噪方法作为校准方案的第一步。采用香农熵作为代价函数计算最优小波包分解树,使用硬阈值处理小波包分解系数,通过滑动数据窗方式实现对惯性传感器信号实时降噪。(2)基于ARMA的惯性传感器信号随机误差建模。根据降噪后惯性传感器信号随机误差特性,选择基于ARMA的时间序列模型,使用AIC检测方法计算模型最优阶数,并对模型参数辨识方法进行推导说明。(3)基于零速补偿的ARMA-Kalman动态校准方法。提出基于广义似然比的零速检测方法,识别列车运动的零速状态,对惯性传感器观测量进行修正。同时使用ARMA模型建立Kalman滤波器,实现对随机误差的实时修正,从而完成惯性传感器校准方案。论文最后采用青藏线现场试验列车运行数据,针对不同列车运行场景,基于MATLAB对本文研究的校准方案与方法进行了仿真试验验证。验证结果表明,本文所讨论的校准方案和校准方法能够有效实现对列车环境下惯性传感器的动态校准,提高了惯性传感器数据的准确性和可用性。

关键词：惯性传感器校准列车完整性检测 ARMA模型最优小波包 Kalman滤波零速检测

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油动四旋翼无人机设计与实现

油动四旋翼无人机设计与实现

引用

作者：艾永恒华中科技大学

学位级别：硕士

针对无人机行业应用面临的续航和载重能力不足的瓶颈问题,本文给出了一种油动发电多旋翼无人机的整体设计和工程实现方法,并针对导航定位、飞行控制、电机驱动等关键技术问题展开研究,主要工作如下:(1)针对现有惯性传感器校准方法精度... 详细信息

针对无人机行业应用面临的续航和载重能力不足的瓶颈问题,本文给出了一种油动发电多旋翼无人机的整体设计和工程实现方法,并针对导航定位、飞行控制、电机驱动等关键技术问题展开研究,主要工作如下:(1)针对现有惯性传感器校准方法精度低、现场校准困难,往往需要辅助校准装置提供基准等问题,提出一种基于高斯牛顿迭代优化方法的惯性传感器无依托校准方法。实验结果表明,该方法比基于线性最小二乘的椭球拟合法精度更高。(2)针对现有自适应姿态融合方法普遍存在模型非线性严重、计算量大、系统噪声需要在线估计、未考虑陀螺仪零漂等问题,提出一种改进的自适应扩展卡尔曼姿态估计方法,并介绍了卡尔曼高度位置融合原理,实验结果验证了方法和原理的有效性。(3)对油动无人机进行了动力学建模分析,结合实测数据给出了解耦的线性化模型,并基于线性矩阵不等式对无人机姿态控制设计了多目标动态输出反馈控制器,通过仿真实验进行了验证。结果表明,该控制器具有良好的跟踪能力和鲁棒性。(4)分析了永磁无刷电机的直流等效模型在能量转化链优化设计中的作用,并通过理论分析和实测数据给出了其直流等效数学模型。然后,对永磁无刷电机的无感驱动问题,设计了一种无感状态观测器,并通过仿真实验验证了其有效性。(5)构建了油动多旋翼无人机整机实验平台,并介绍了系统硬件电路和上位机软件等主要组成部分。最后通过户外飞行实验对无人机姿态闭环控制和高度闭环控制进行了验证。

关键词：油动多旋翼惯性传感器校准姿态估计飞行控制无感观测器

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