检索结果-内蒙古大学图书馆

电机与控制学报 2008年第5期12卷 487-492页

作者：周新秀房建成刘刚新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100083

针对反作用飞轮大惯量、受多种干扰力矩综合作用的特点和采用传统控制方法很难满足其动态品质和扰动抑制能力要求的问题,对卫星高精度姿态控制系统中的磁悬浮反作用飞轮电机进行系统分析与建模,并依据变结构控制理论提出一种双滑模面变... 详细信息

针对反作用飞轮大惯量、受多种干扰力矩综合作用的特点和采用传统控制方法很难满足其动态品质和扰动抑制能力要求的问题,对卫星高精度姿态控制系统中的磁悬浮反作用飞轮电机进行系统分析与建模,并依据变结构控制理论提出一种双滑模面变结构控制方法,控制器的设计满足以李导数形式表达的到达条件。仿真结果表明:与经典PID控制器相比双滑模面变结构控制器具有超调量、稳态误差小,响应速度快、扰动抑制能力强的优点;与单滑模面变结构控制器相比双滑模面变结构控制器有效的抑制了滑模抖振,减小了系统的超条量和稳态误差。双滑模面变结构控制提高了磁悬浮反作用飞轮电机的动态性能和控制系统的抗干扰能力,对于实现卫星高精度、高稳定度控制具有重要意义。

关键词：直流电机滑模变结构控制无刷直流电机磁悬浮反作用飞轮 PID控制 BUCK变换器

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大型磁悬浮CMG转子的组合优化策略

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宇航学报 2012年第2期33卷 275-280页

作者：韩邦成袁倩新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191 惯性技术重点实验室北京100191

为提高空间站用大型磁悬浮CMG(Control Moment Gyroscope)系统的设计效率,并获得最优设计参数,针对高转速(12000r/min)大角动量(1000N.m.s)磁悬浮转子进行优化设计与分析。提出了一种基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和序列二次规划... 详细信息

为提高空间站用大型磁悬浮CMG(Control Moment Gyroscope)系统的设计效率,并获得最优设计参数,针对高转速(12000r/min)大角动量(1000N.m.s)磁悬浮转子进行优化设计与分析。提出了一种基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和序列二次规划算法(Sequential Quadratic Programming,NLPQL)的组合优化策略来优化转子组件。采用ANSYS进行参数化建模,通过ISIGHT软件集成ANSYS实现优化过程。取转子质量和最大等效应力分别最小为优化目标,选择转子轮盘结构尺寸为设计变量,并根据转子运行工况对转子提出包括尺寸、强度、效能等方面约束限制。与GA、NLPQL算法相比组合优化策略的优化结果要优于单纯使用一种全局优化算法或局部优化算法。组合优化策略结果表明转子质量减少了3.92%;安全系数提高了2.69%。实验结果证明了组合优化策略的设计结果。

关键词：磁悬浮控制力矩陀螺有限元遗传算法组合优化策略

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磁悬浮飞轮用可重复电磁锁紧装置的设计与试验

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机械工程学报 2012年第8期48卷 12-20页

作者：刘强房建成韩邦成白国长 “惯性技术”重点实验室北京 100191 “新型惯性仪表与导航系统技术”国防重点学科实验室北京100191

针对磁悬浮飞轮用基于机构自锁原理的可重复电磁锁紧装置,分析其原有显式电磁铁执行机构的电磁力学特性,得知其最小解锁残余力过大,若采用隐式电磁铁,可以消除解锁残余力,从而提高锁紧装置解锁可靠性.采用等效磁路法对隐式电磁铁进行磁... 详细信息

针对磁悬浮飞轮用基于机构自锁原理的可重复电磁锁紧装置,分析其原有显式电磁铁执行机构的电磁力学特性,得知其最小解锁残余力过大,若采用隐式电磁铁,可以消除解锁残余力,从而提高锁紧装置解锁可靠性.采用等效磁路法对隐式电磁铁进行磁路分析,并给出该电磁铁在执行锁紧、保持锁紧、执行解锁和保持解锁四种状态下的力学模型.利用电磁场数值分析法,对隐式电磁铁进行实例设计,并通过卫星发射过程中的正弦扫频振动和随机振动试验,检验改进后的锁紧装置对飞轮系统的保护效果.结果表明,锁紧装置的最小解锁残余力为0.25 N,远小于原有显式电磁铁方案(29.5 N),且振动测试中,飞轮定、转子的最大相对振动位移为70μm,最大位移振幅为10μm,都小于磁悬浮飞轮系统的保护间隙100μm.改进后的隐式电磁铁在提高解锁可靠性的同时,可有效地实现对飞轮系统的锁紧保护功能.

关键词：磁悬浮飞轮锁紧装置电磁铁等效磁路有限元法

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固定区间平滑算法及其在组合导航系统中的应用

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中国惯性技术学报 2012年第6期20卷 687-693页

作者：宫晓琳张蓉房建成北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191 北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191

对于离线处理或实时性要求不高的组合导航系统,平滑作为一种离线估计算法,通过利用更多的量测信息,能够获得优于滤波估计的结果。固定区间平滑是利用某一时间区间内的所有量测信息对所有状态进行估计的一种算法,在组合导航系统中应用广... 详细信息

对于离线处理或实时性要求不高的组合导航系统,平滑作为一种离线估计算法,通过利用更多的量测信息,能够获得优于滤波估计的结果。固定区间平滑是利用某一时间区间内的所有量测信息对所有状态进行估计的一种算法,在组合导航系统中应用广泛。该算法主要包括适用于线性系统的Rauch-Tung-Striebel平滑算法和双滤波器平滑算法,以及基于上述两类平滑方式的非线性平滑估计算法。针对组合导航系统,详细阐述了这几类固定区间平滑算法并分析了各自的优缺点。

关键词：组合导航固定区间平滑 Rauch-Tung-Striebel平滑双滤波器平滑

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基于原子吸收光谱的碱金属气室内多种混合气体压强测量方法

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光谱学与光谱分析 2018年第3期38卷 948-952页

作者：池浩湉王许琳全伟北京航空航天大学"惯性技术"重点实验室 "新型惯性仪表与导航系统技术"国防重点学科实验室北京100191

碱金属气室是基于原子无自旋交换碰撞弛豫的超高灵敏惯性和磁场测量装置的核心敏感器件。碱金属气室内气体的含量会对原子的弛豫以及系统其他参数的选取产生很大的影响,因此精密测量气室内混合气体各自的压强具有重要的意义。当气室内... 详细信息

碱金属气室是基于原子无自旋交换碰撞弛豫的超高灵敏惯性和磁场测量装置的核心敏感器件。碱金属气室内气体的含量会对原子的弛豫以及系统其他参数的选取产生很大的影响,因此精密测量气室内混合气体各自的压强具有重要的意义。当气室内存在气体时谱线会出现压力展宽和频移,且压力展宽远大于自然展宽和多普勒展宽,因此仅考虑压力展宽。利用压力展宽、频移的大小与气体压强存在的函数关系,提出一种基于原子吸收光谱的碱金属气室内多种混合气体压强测量方法。通过扫描碱金属原子的吸收光谱,得到光学深度曲线,并用洛伦兹函数对其拟合,测得多种混合气体引起的单种碱金属原子的混叠压力展宽和频移,再根据已知的单种、单位压强气体引起的单种碱金属原子的压力展宽和频移,联立计算得到多种气体各自的压强。当存在n种碱金属时,最多可以测量4n种混合气体的压强。仿真结果表明,该方法适用于入射激光未被原子完全吸收的情况;激光功率和频率的波动在1%~10%的数量级时,测量精度影响低于0.4%的数量级,而温度波动在1%~10%的数量级时,测量精度影响高达30%的数量级。

关键词：原子吸收光谱气体压强压力展宽频移

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基于光偏振旋转效应的碱金属气室原子极化率测量方法及影响因素分析

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光谱学与光谱分析 2016年第2期36卷 305-309页

作者：尚慧宁全伟陈瑶李洋李红北京航空航天大学"惯性技术"重点实验室"新型惯性仪表与导航系统技术"国防重点学科实验室北京100191

利用原子自旋效应能够实现超高灵敏度的惯性和磁场测量。一类操控原子自旋处于无自旋交换弛豫态的器件可以进行物理参数测量。碱金属气室为该类器件的敏感表头。碱金属原子密度与原子极化率是碱金属气室的重要参数,对研究原子自旋处于... 详细信息

利用原子自旋效应能够实现超高灵敏度的惯性和磁场测量。一类操控原子自旋处于无自旋交换弛豫态的器件可以进行物理参数测量。碱金属气室为该类器件的敏感表头。碱金属原子密度与原子极化率是碱金属气室的重要参数,对研究原子自旋处于无自旋交换弛豫态有着重要的作用。光的偏振效应在量子计算和原子物理研究中发挥了重要作用。利用光的偏振效应能够实现对碱金属原子密度与原子极化率的检测。提出一种基于光偏振旋转效应的碱金属原子极化率测量方法。首先对碱金属气室加恒定磁场,利用激光作为检测光,根据光偏振旋转原理,检测通过气室的偏振光的法拉第旋转角,得到碱金属气室原子密度。然后将碱金属原子抽运,利用激光作为检测光,检测通过气室的偏振光的偏转角,得到碱金属原子极化率。该方法在测量原子极化率的过程中也测量了碱金属原子密度,实现利用一套系统测量两个重要参数,具有快速测量和高灵敏度等特点,简化了实验设备及过程。对两种偏转角进行仿真分析,得到该方法实验时检测激光波长变化对偏转角的影响,根据仿真图得到检测激光波长的可取范围,验证了该方法的可行性。最后分析激光器波长波动与磁场波动对其测量精度的影响,提出实验对激光器与磁场的要求。

关键词：原子密度原子极化率光旋角

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基于TMS320C6713B+FPGA数字控制器实现磁悬浮飞轮主动振动控制

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光学精密工程 2009年第1期17卷 151-157页

作者：刘彬房建成刘刚北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室

为了抑制磁悬浮飞轮的振动,分析了磁悬浮飞轮的振动源。针对磁悬浮飞轮最主要的振动源-不平衡振动,给出了一种基于TMS320C6713B+FPGA数字控制器的磁悬浮飞轮主动振动控制实现方案。介绍了所采用的主动振动控制方法、数字控制器的硬件组... 详细信息

为了抑制磁悬浮飞轮的振动,分析了磁悬浮飞轮的振动源。针对磁悬浮飞轮最主要的振动源-不平衡振动,给出了一种基于TMS320C6713B+FPGA数字控制器的磁悬浮飞轮主动振动控制实现方案。介绍了所采用的主动振动控制方法、数字控制器的硬件组成和功能原理,并讨论了DSP中主动振动控制算法的实现和FPGA中多任务管理及外设控制等。实验结果显示,采用本方法进行主动振动控制后,磁悬浮飞轮的不平衡振动衰减至3.2%,表明本实现方案对飞轮转子不平衡振动取得了很好的抑制效果,对于增加磁悬浮飞轮姿态控制的稳定性,提高对地观测分辨率具有重要意义与应用价值。

关键词：磁悬浮飞轮磁轴承不平衡振动主动振动控制

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磁悬浮飞轮混合磁轴承模糊PI控制PWM开关功放

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仪器仪表学报 2008年第5期29卷 943-948页

作者：田希晖房建成刘刚北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室

针对采用传统PI控制的磁轴承开关功放由于负载参数的变化导致功放输出特性变差的缺点,提出了一种适用于混合磁轴承的PWM开关功放模糊PI控制方案,该PWM功放采用了全桥拓扑结构的主电路,控制采用了基于模糊推理的自适应PI控制策略,能根据... 详细信息

针对采用传统PI控制的磁轴承开关功放由于负载参数的变化导致功放输出特性变差的缺点,提出了一种适用于混合磁轴承的PWM开关功放模糊PI控制方案,该PWM功放采用了全桥拓扑结构的主电路,控制采用了基于模糊推理的自适应PI控制策略,能根据负载参数的变化,自适应调整控制参数,为混合磁轴承线圈提供双极性的控制电流。对该方案进行了仿真,并用DSP进行了数字实现。仿真和实验结果表明,该PWM功放的响应速度得到了提高,能够很好地跟踪给定信号,满足了高速磁悬浮飞轮的需要。

关键词：飞轮磁轴承模糊控制 PWM 开关功放

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SINS/GPS组合平滑估计在机载SAR实时运动补偿中的应用

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电子与信息学报 2014年第7期36卷 1560-1565页

作者：宫晓琳秦婷婷北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191 北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191

针对机载合成孔径雷达(SAR)实时成像运动补偿对高精度运动参数的需求,该文提出一种基于捷联惯性导航系统/全球定位系统(SINS/GPS)组合Rauch-Tung-Striebel(R-T-S)平滑估计的实时运动补偿方案。该方案在实时卡尔曼滤波的基础上,对SAR每... 详细信息

针对机载合成孔径雷达(SAR)实时成像运动补偿对高精度运动参数的需求,该文提出一种基于捷联惯性导航系统/全球定位系统(SINS/GPS)组合Rauch-Tung-Striebel(R-T-S)平滑估计的实时运动补偿方案。该方案在实时卡尔曼滤波的基础上,对SAR每一次合成孔径时间段内的滤波结果再进行后向平滑递推,进一步修正滤波结果。仿真试验和飞行成像数据处理结果表明,该方案可以有效提高合成孔径时间段内运动参数的估计精度。

关键词：合成孔径雷达运动补偿捷联惯性导航系统全球定位系统组合平滑估计

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捷联惯性导航系统动态传递对准性能综合评估

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中国惯性技术学报 2013年第4期21卷 425-429,461页

作者：王艳永杨功流王永苗宋小飞 "惯性技术"重点实验室 "新型惯性仪表与导航系统技术"国防重点学科实验室北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院 95949部队

针对捷联式惯性导航系统(SINS)动态传递对准性能的评估与鉴定,提出了对准度(DOA)的概念,以其作为性能评定的综合性指标,给出了统计计算公式;在此基础上,针对动基座传递对准工程应用中,无法直接测量对准姿态误差的情况,提出了动基座传递... 详细信息

针对捷联式惯性导航系统(SINS)动态传递对准性能的评估与鉴定,提出了对准度(DOA)的概念,以其作为性能评定的综合性指标,给出了统计计算公式;在此基础上,针对动基座传递对准工程应用中,无法直接测量对准姿态误差的情况,提出了动基座传递对准精度综合评估的方案和流程,探讨了利用固定点平滑、固定区间平滑和逆序递推估计进行综合评估的算法,并进行了仿真验证和对比。结果表明,对准度即能反映对准时间和对准精度,还能反映不同机动对准方案的差异,适于作为统一的鉴定指标,而3种算法均可用于传递对准性能的综合评估鉴定,基于工程实际建议采用固定区间平滑算法并根据战术要求计算广义的对准度。

关键词：传递对准对准度卡尔曼平滑逆序递推估计精度评估

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