检索结果-内蒙古大学图书馆

光学精密工程 2009年第4期17卷 794-800页

作者：房建成徐向波魏彤北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室

设计了一种基于单片DSP的旋变轴角解码与激磁系统并进行了实验验证。由于轴角解码中反正切运算需要很大运算量或很多数据空间存储查表值,甚至需要外扩存储芯片,因此,提出一种反正切运算补偿成分区间的线性运算求角方法。同时,在保证测... 详细信息

设计了一种基于单片DSP的旋变轴角解码与激磁系统并进行了实验验证。由于轴角解码中反正切运算需要很大运算量或很多数据空间存储查表值,甚至需要外扩存储芯片,因此,提出一种反正切运算补偿成分区间的线性运算求角方法。同时,在保证测角精度的基础上降低旋变激磁的电压幅值,从而实现了旋变轴角解码与激磁系统的高集成度与低功耗。实验结果显示:测角精度可达0.013°,框架电机速率精度达到0.000 4°/s。体积、质量、功耗与原激磁电源模块JD20-D15C36MK和轴角解码模块19XSZ2413相比均减少80%以上,很好地满足了航天应用小体积、轻质量和低功耗的要求。

关键词：旋变旋变激磁轴角解码线性求角

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磁悬浮控制力矩陀螺框架系统谐波减速器的迟滞建模

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光学精密工程 2014年第11期22卷 2950-2958页

作者：房建成陈萌李海涛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航空航天大学仪器科学与光电工程学院

为了抑制双框架磁悬浮控制力矩陀螺(DGMSCMG)框架伺服系统中谐波减速器固有的迟滞特性对系统精度的影响,提出了一种基于Preisach模型的谐波减速器迟滞特性建模方法。首先,使用一阶回转曲线法采集谐波减速器的柔轮输出力矩与扭转角,获得... 详细信息

为了抑制双框架磁悬浮控制力矩陀螺(DGMSCMG)框架伺服系统中谐波减速器固有的迟滞特性对系统精度的影响,提出了一种基于Preisach模型的谐波减速器迟滞特性建模方法。首先,使用一阶回转曲线法采集谐波减速器的柔轮输出力矩与扭转角,获得建立谐波减速器迟滞模型的实验数据,其中谐波减速器柔轮的输出力矩是在不使用力矩传感器的条件下用系统动力学模型估计得到的;然后,使用Preisach模型对谐波减速器柔轮输出力矩与扭转角迟滞关系进行建模;最后,采用将模型离散化的数字型实现方法辨识模型中的权重函数,并给出模型的离散递归算法使模型利于简易化编程与进一步的在线控制。实验结果显示,谐波减速器的迟滞模型误差不超过0.005°,MSE值不超过(0.000 83%)°。结果显示了所述建模方法的正确性和实用性。

关键词：双框架磁悬浮控制力矩陀螺谐波减速器迟滞特性 Preisach模型

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磁悬浮飞轮转子系统的现场动平衡方法

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航空学报 2010年第1期31卷 184-190页

作者：韩辅君房建成北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院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

针对磁悬浮飞轮的转子平衡后转动效果不理想、转子平衡过程复杂等问题,提出了一种基于磁轴承系统特性的现场动平衡检测方法。该方法通过考虑电磁力的影响,进行转子系统的整体动平衡,而非转子本身的动平衡。通过分别检测转子平动的最大... 详细信息

针对磁悬浮飞轮的转子平衡后转动效果不理想、转子平衡过程复杂等问题,提出了一种基于磁轴承系统特性的现场动平衡检测方法。该方法通过考虑电磁力的影响,进行转子系统的整体动平衡,而非转子本身的动平衡。通过分别检测转子平动的最大位移和相位、转子转动的最大位移和相位,分别得到等效力/力偶不平衡质量的大小和相位,实现了整体不平衡量的现场检测和飞轮转子系统的高精度平衡。试验结果表明,该方法能有效提高飞轮转子系统的平衡精度,转子的跳动量、磁轴承的控制电流以及飞轮轮体的振动量显著减小。

关键词：磁轴承飞轮转子动平衡

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基于多尺度多参量的硅MEMS陀螺仪漂移预测

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宇航学报 2009年第2期30卷 591-596页

作者：孙宏伟房建成北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院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

针对硅MEMS陀螺仪误差因素多,输出为非线性非平稳的特点,采用传统方法难以对其建立精确的误差模型。在对小波神经网络方法改进的基础上,提出了多尺度去噪的平稳化方法及多参量非线性预测方法并将其用于硅MEMS陀螺仪漂移预测。试验结果表... 详细信息

针对硅MEMS陀螺仪误差因素多,输出为非线性非平稳的特点,采用传统方法难以对其建立精确的误差模型。在对小波神经网络方法改进的基础上,提出了多尺度去噪的平稳化方法及多参量非线性预测方法并将其用于硅MEMS陀螺仪漂移预测。试验结果表明,采用多尺度多参量校准方法,硅MEMS陀螺仪精度由1°/s提高到0.02°/s。

关键词： MEMS陀螺仪漂移预测小波分析 RBF神经网络

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基于FPGA的磁悬浮飞轮用自修复磁轴承控制器的设计

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光学精密工程 2009年第11期17卷 2762-2770页

作者：刘刚潘明健北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院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

磁悬浮飞轮是对卫星等航天器进行高精度姿态控制的执行机构,为了提高空间用磁悬浮飞轮控制系统的可靠性和灵活性,对基于FPGA的磁轴承数字控制器进行研究。首先,对磁轴承系统进行建模,并选择合适的控制策略;利用片上软硬件协同设计的思想... 详细信息

磁悬浮飞轮是对卫星等航天器进行高精度姿态控制的执行机构,为了提高空间用磁悬浮飞轮控制系统的可靠性和灵活性,对基于FPGA的磁轴承数字控制器进行研究。首先,对磁轴承系统进行建模,并选择合适的控制策略;利用片上软硬件协同设计的思想,提出了一种基于FPGA和LEON3处理器软核的磁轴承数字控制器。然后,搭建了实验系统测试系统的实际性能。最后,提出了一种基于FPGA的自修复磁轴承控制器。基于FPGA的磁轴承控制器相对基于DSP+FPGA的控制器失效率降低了10%,控制板面积减小30%。实验结果表明,在基于FPGA的磁轴承控制器控制下,在磁悬浮飞轮工作转速范围内,飞轮转子跳动量<20μm,力矩输出误差<4×10-3N.m,正反转不一致性<10%,达到了较高的控制精度。

关键词：磁悬浮飞轮主动磁轴承现场可编程门阵列软处理器核自修复

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低成本多传感器组合导航系统在小型无人机自主飞行中的研究与应用

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航空学报 2009年第10期30卷 1923-1929页

作者：曹娟娟房建成盛蔚陶冶北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院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

为了满足小型无人机自主控制系统对导航系统性能的要求,研究低成本的基于微机电系统的捷联惯性导航系统(MEMS-SINS)/全球定位系统(GPS)/磁强计组合导航系统。提出一种利用磁强计辅助MEMS-SINS的静基座初始姿态确定方法,采用四元数误差... 详细信息

为了满足小型无人机自主控制系统对导航系统性能的要求,研究低成本的基于微机电系统的捷联惯性导航系统(MEMS-SINS)/全球定位系统(GPS)/磁强计组合导航系统。提出一种利用磁强计辅助MEMS-SINS的静基座初始姿态确定方法,采用四元数误差模型对MEMS-SINS/GPS/磁强计组合导航系统进行信息融合的建模,采用基于正交三角(QR)分解的平方根无色卡尔曼滤波(UKF)非线性估计方法对组合导航系统进行数据融合,克服由于计算机舍入误差引起的状态协方差阵的计算值失去非负定性甚至对称性,通过小型无人机的自主飞行试验,证实MEMS-SINS/GPS/磁强计组合导航算法满足小型无人机自主控制系统的要求。

关键词：捷联惯性导航系统组合导航无色卡尔曼滤波微机电系统 GPS 磁强计 QR分解

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基于简化FXLMS算法的磁悬浮控制力矩陀螺动框架效应精确补偿方法实验研究

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宇航学报 2010年第3期31卷 786-792页

作者：霍甲魏彤房建成 "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北京100191

磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG)是一种用于航天器姿态控制的高精度长寿命惯性执行机构,动框架效应补偿是MSCMG实现高精度性能的关键技术之一。然而现有的FXLMS补偿算法由于模型复杂、计算量大而难以实际应用。通过分析MSCMG磁轴承对象特性,... 详细信息

磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG)是一种用于航天器姿态控制的高精度长寿命惯性执行机构,动框架效应补偿是MSCMG实现高精度性能的关键技术之一。然而现有的FXLMS补偿算法由于模型复杂、计算量大而难以实际应用。通过分析MSCMG磁轴承对象特性,提出一种简化FXLMS算法,将对象滤波器简化为常数对角阵,大幅度减少了算法计算量。对简化算法进行了仿真,并在MSCMG样机上面进行了动框架效应补偿实验。实验结果表明:简化后的自适应控制系统,收敛性好,跟踪速度快,具有理想的精度和较强的鲁棒性。

关键词：磁轴承控制力矩陀螺动框架效应 FXLMS 收敛性

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一种MEMS陀螺标度因数误差补偿方法

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航空学报 2010年第2期31卷 350-355页

作者：房建成张霄李建利北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院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

高动态、恶劣温度环境下,微小型飞行器(MAV)导航、制导与控制系统关键器件微机电系统(MEMS)陀螺受温度和转速耦合影响,其标度因数误差呈强非线性特点,常规方法无法精确补偿。通过分析MEMS陀螺标度因数误差的产生机理,建立了包含温度和... 详细信息

高动态、恶劣温度环境下,微小型飞行器(MAV)导航、制导与控制系统关键器件微机电系统(MEMS)陀螺受温度和转速耦合影响,其标度因数误差呈强非线性特点,常规方法无法精确补偿。通过分析MEMS陀螺标度因数误差的产生机理,建立了包含温度和转速非线性因素的标度因数误差模型,提出一种基于径向基(RBF)神经网络的标度因数非线性耦合误差补偿方法,解决了常规补偿方法精度差的问题。标定与补偿实验表明:在-10～+55℃温度范围、-150～+150(°)/s输入转速范围内,采用新方法补偿后MEMS陀螺输出平均精度比多项式拟合方法提高7倍;在-20～+20(°)/s低输入转速的误差强非线性区间内,精度提高近20倍,验证了本文方法的有效性和优越性。

关键词：仪器仪表误差补偿神经网络标度因数微机电系统微小型飞行器

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舰船航海中的高精度天体高度获取方法

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光学学报 2013年第3期33卷 17-25页

作者：宁晓琳王龙华北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院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

天体高度的获取精度是目前制约舰船自主天文定位精度的主要技术瓶颈,针对这一问题,提出了一种新颖的利用星光折射角和大气折射模型间接获取天体高度的方法。该方法通过两个星敏感器分别拍摄直射星图和折射星图,利用星图匹配与识别方法... 详细信息

天体高度的获取精度是目前制约舰船自主天文定位精度的主要技术瓶颈,针对这一问题,提出了一种新颖的利用星光折射角和大气折射模型间接获取天体高度的方法。该方法通过两个星敏感器分别拍摄直射星图和折射星图,利用星图匹配与识别方法得到星光折射角;基于大气折射模型,根据测量得到的折射角精确获取天体高度值。仿真结果表明,当折射角测量精度为1″,观测高度约为6°的天体时,其天体高度的获取精度可达37″,相应的平均舰船定位精度约为23m。对折射角测量精度、观测天体的高度和大气折射模型精度等因素对定位精度的影响进行了分析。

关键词：大气光学天体高度星光折射天文航海舰船

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基于磁悬浮动量轮微框架能力的卫星滚动—偏航姿态稳定控制研究

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宇航学报 2010年第4期31卷 1063-1069页

作者：刘虎房建成刘刚北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 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

研究基于磁悬浮动量轮的微框架能力进行卫星的滚动-偏航姿态稳定控制问题。在考虑卫星轨道角速度的条件下,建立了磁悬浮动量轮转子和卫星姿态动力学方程,设计了一种不使用偏航姿态敏感器的卫星滚动-偏航姿态控制器。该控制器由内、外两... 详细信息

研究基于磁悬浮动量轮的微框架能力进行卫星的滚动-偏航姿态稳定控制问题。在考虑卫星轨道角速度的条件下,建立了磁悬浮动量轮转子和卫星姿态动力学方程,设计了一种不使用偏航姿态敏感器的卫星滚动-偏航姿态控制器。该控制器由内、外两个控制回路组成,其中:外环控制回路根据滚动姿态敏感器输出的卫星姿态角信息产生转子外框角-内框角的参考值;内环控制回路控制转子外框角-内框角的稳定,并通过控制转子外框角-内框角跟随外环回路给定的参考值变化实现动量轮转子角动量方向的变化,与卫星进行角动量交换。对所设计的控制器进行了稳定性分析,通过仿真进一步验证了其有效性,在给定扰动和不使用偏航敏感器的条件下,偏航角的精度和稳定度分别优于0.08°和0.0001°/s。

关键词：磁悬浮动量轮卫星姿态稳定控制微框架

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