陀螺/星敏感器组合技术在卫星姿态确定系统中的应用

为了满足军用卫星姿态测量高精度的需要,提出了基于状态估计法的陀螺仪和星敏感器组成的卫星姿态测量系统的方案.应用广义卡尔曼进行状态估计,同时为了避免由非线性和小角度引起的计算误差,采用四元数法代替通常的欧拉角法进行计算,经分析得到该系统状态模型和观测模型.通过仿真证明,此方案能达到高精度军用卫星姿态确定系统的要求.     

“动中通”系统中的跟踪识别技术

天线跟踪与卫星识别是"动中通"系统中的关键技术.首先在对各种跟踪方式比较分析的基础上,提出了一种基于惯性制导、程序跟踪和圆锥扫描跟踪的组合天线跟踪方案,缩短了系统搜索卫星的时间,提高了天线跟踪卫星的精度;而后通过分析卫星可供识别的特征,提出了应用解码后的数据流特征进行识别卫星的方案,降低了系统对传感器部件的精度要求,降低了系统成本.     

星载SAR天线阵面形变分析与补偿方法

研究了星载SAR天线阵面形变对波束输出的影响及形变补偿方法.针对未来星载SAR将采用的柔性阵面,提出了一种用于星载SAR天线的空间形变实时测量与控制的闭环系统,建立了阵面形变下阵列流形误差模型,得出小幅度形变主要影响波束的旁瓣输出,通过求解补偿形变权值的最小二乘解,使阵列形变补偿后波束输出与期望波束输出最佳逼近,并给出用于阵列误差补偿的阵列形变测量精度要求.仿真结果验证了本文方法结论的正确性与有效性.     

一类非光滑非线性系统的鲁棒输出跟踪控制

研究一类具有不可控不稳定线性化的非光滑和本质非线性系统的鲁棒输出跟踪问题.应用Lyapunov稳定性和"加幂积分器"方法构造出一个鲁棒非线性状态控制器,解决了系统的全局鲁棒输出跟踪问题,且所求控制律能确保跟踪误差充分小,闭环系统所有信号全局有界.仿真结果证明了所提出方法的有效性.     

制导雷达自适应旁瓣对消研究

制导雷达中若使用常规自适应旁瓣对消方法,辅助天线中的期望信号会引起测角误差.如果不采取应对措施,雷达无法对目标进行有效跟踪.提出了一种改进的自适应旁瓣对消方法,该方法中的辅助天线方向图在期望信号方向形成了零点,因而能够消除由于辅助天线中期望信号的存在而引起的测角误差.理论分析和计算机仿真结果表明改进方法是有效的.     

舰载光电跟踪的船摇扰动复合补偿控制

针对船摇扰动引起的机械谐振和视轴不稳定的问题,舰载条件下通过安装多个陀螺来实现船摇扰动的复合补偿,在原有等效闭环系统中串入高通滤波器,消除谐振环节带来的影响。从仿真结果看,复合补偿控制具有良好船摇隔离效果,有利于高精度跟踪系统的实现。     

天线转台倾斜状态下雷达测高精度优化方法

分析了天线转台倾斜对三坐标雷达测高精度的影响,通过对测高误差进行量化分析,找准误差修正工作的重点和难点.经研究表明,测高误差主要是天线辐射波束仰角偏差引起,可通过对测高值的实时比对分析和对辐射波束仰角的实时调整,实现了测高误差修正.研究提出了针对天线转台倾斜引起的三坐标雷达测高误差的修正方案.     

基于Lyapunov方法的轮式移动机器人全局轨迹跟踪控制

针对轮式移动机器人的运动学模型,通过设计复合跟踪误差,利用Lyapunov直接法,构造出了具有全局渐近稳定的全局渐近跟踪控制器,实现对参考轨迹的全局渐近跟踪,并根据Lyapunov稳定性定理证明了系统的全局渐近稳定性.最后,给出的仿真结果表明,初始跟踪误差很快收敛于零,轨迹跟踪效果良好,闭环系统具有良好的动态性能和全局稳定性,适用于轮式移动机器人的全局轨迹跟踪控制.     

一种改进的数字GPS接收机基带环路设计

针对GPS接收机设计中,接收机信号跟踪精度同信号处理的实时性不能兼顾的特点,设计了一种基于DSP+FPGA的数字GPS接收机实时高精度基带环路.阐述了基带信号处理原理及原有方法的不足,提出了一种改进的GPS信号快速、高精度捕获、跟踪方法.利用信号粗捕后先进行精捕,在提高了信号的捕获精度后再结合二阶锁频环路辅助,最终利用三阶载波科斯塔斯锁相环完成GPS载波信号的高精度稳定闭环跟踪,同时使用载波来实时的辅助码环跟踪,从而完成整个GPS信号的实时高精度跟踪.实验结果表明该基带环路能够实现对GPS信号的快速捕获、实时稳定的高精度跟踪,并具有良好的动态性能.     

距离和距离变化率跟踪系统的分析

跟踪系统的主要目的在于确定空间运动目标的位置向量r（t）和速度向量V=r（t）。本报告所阐述的距离和距离变化率系统（r_j r_j）是一种高精度跟踪系统。这种系统的出现是由于它能极精确地确定空间点的r及其速度V=r,以适应导弹和卫星跟踪方面,特别是在试验火箭和宇宙飞船的精密制导系统方面越来越高的要求。     

不同干扰对QSPK解调性能的影响分析

随着数字卫星通信的快速发展,QPSK作为数字卫星通信系统中一种重要的调制方式,其解调性能也受到越来越多的关注。主要分析QPSK信号在已调干扰信号下的解调性能,并推导出使得QPSK调制信号解调性能最差的干扰信号的统计分布,而且此时统计分布符合QPSK调制方式干扰信号的特征。最后通过实验仿真分析得出信噪比未超过一定值时QPSK调制信号在QPSK调制干扰信号下解调性能最差,并与不同已调制干扰和AWGN干扰下的解调性能作比较。     

卡尔曼滤波器和跟踪微分器在光电跟踪系统中的应用

光电跟踪系统通常采用跟踪偏差反馈闭环控制,若同时采用速度前馈复合控制可以有效提高系统跟踪精度,分别使用了卡尔曼滤波器和跟踪微分器两种算法求取跟踪速度信号,通过仿真分析和工程应用,确认卡尔曼滤波器求取的速度信号更准确,噪声更小,更适合于光电跟踪系统的前馈复合控制。     

基于主动磁轴承飞轮转子的滑模变结构控制研究

针对主动磁轴承飞轮转子系统存在较多不确定因素的问题,设计了滑模变结构控制器,其中采用Lyapunov方法建立滑模面,由比例型到达律确定到达控制器,同时由Lyapunov第二方法证明了闭环系统的渐进稳定性.仿真结果表明,系统的位移和速度能在较短时间内收敛到零,抖振较小,系统动态响应较快,稳定精度较高,对外界干扰和参数变化具有较强的鲁棒性,从而达到了较好的控制效果.     

高超声速飞行器保预设性能的反演控制方法

为了解决高超声速飞行器纵向运动模型的稳定轨迹控制问题,设计了一种在非仿射模型基础上保证预设性能的反演控制方法。对于速度子系统,直接设计非仿射控制律,保证预设性能,通过合理的变换将高度子系统转化为严格的反馈形式,便于反演控制步骤的设计。基于动态性能和稳态精度,设计了预设性能函数,将跟踪误差的稳定性限制在预设范围内,引入指令滤波器,有效克服了传统反演控制中虚拟信号重复推导的问题。控制器的设计不依赖于精确的模型。引入径向基函数来逼近过程中的未知函数,使得控制律具有令人满意的鲁棒性和实用性。基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了所有闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该控制器能够稳定地跟踪参考信号。     

基于速度矢量的双基地雷达模糊函数分析

通过研究双基地雷达系统模糊函数数学模型和当发射信号为高斯单脉冲且目标相对接收机的距离和速度变化时双基地雷达系统模糊函数的特性,分析了目标的速度大小与方向对模糊函数的影响。该模型可有效考核任意发射脉冲信号的双基地雷达系统的分辨力及距离和速度模糊等问题,对研究双基地雷达系统性能有着重要的理论参考价值。     

机械运动参数的单片机测试系统

本文利用MCS-51单片机和白行设计的光栅式光电传感器构成了位移、速度、加速度测试系统,讨论了充分利用单片机软、硬件资源对光电传感器信号进行采集和处理的技巧,并对测试信号进行了软件抗干扰设计,系统测量范围是:位移>2mm,速度为0.0305～2000m/s,通过配用相应的传感器也可测量角运动信号,本系统已成功地应用于“轻武器后座参数综合测试仪”上,     

基于非线性扩张状态观测器的直线电机PD控制

为了解决直线电机伺服系统跟踪速度与峰化现象之间的矛盾,设计一种基于非线性扩张状态观测器的比例微分(Proportion Differentiation,PD)控制器。将直线电机伺服系统中的未建模动态和外界干扰定义为总和扰动并扩充为系统新的状态变量,利用非线性扩张状态观测器(Non Linear Extended State Observer,NLESO)估计不可测量的直线电机动子速度以及总和扰动。利用NLESO和跟踪微分器TD的输出,基于动态补偿线性化思想设计了引入补偿量的PD控制器,并给出了闭环控制系统稳定性证明。在Googol公司的实验平台上,通过与两种基于LESO的PD控制器对比,验证了所设计的基于NLESO的PD控制器的可行性。实验结果表明,基于NLESO的PD控制器可使直线电机伺服系统具有跟踪速度快、跟踪精度高、峰化现象小、鲁棒性强的优点。     

一种新的闭环消磁方法

提出了一种在通电过程中利用舰船磁信号获得动态通电波形的自动化消磁方法。该方法可在保证舰船磁性稳定的前提下,一次性地将其结果磁场处理到给定标准内,从而提高舰船磁性的处理效率。对实现该方法的硬件和软件结构进行了分析,提出了利用“人工智能”和“模糊控制”来确定磁信号与电流波形之间的关系。     

基于主动相位控制的脉冲激光相干合成技术

提出并验证了基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的主动相位控制脉冲激光相干合成方案.利用低通滤波器滤除脉冲激光光强变化导致的性能评价函数起伏,提取出相位噪声导致的性能评价函数变化,然后将这个低通滤波后的性能评价函数用于SPGD算法的极值寻优过程,从而实现脉冲激光的锁相.对该方案进行了理论分析和数值模拟,并进行了两路脉冲激光相干合成实验.实验结果表明,当系统从闭环到开环时,系统性能评价函数均值提高到开环的1.6倍,干涉条纹长曝光对比度从0提高到0.43.在该方案中,通过增加合成脉冲激光路数,并在各路脉冲激光中引入多级功率放大器,能够得到更高的合成功率输出.     

闭环校射仿真与试验

提出了一种可行的闭环校射火控模型,分析了导致脱靶量产生的诸多因素,并建立了简单可用的数学模型,据此来对脱靶量进行仿真。接着重点描述了如何实现闭环火控,通过仿真和实验,说明了该火控模型的可行性和正确性。