基于目标运动角速度的火控滤波技术

在跟踪传感器可以提供目标运动角速度基础上,研究了一种将目标运动角速度信息引入火控滤波的方法。针对量测的目标运动角速度物理特性,研究了将目标瞄准线坐标系运动角速度转换为地理坐标系线速度的方法,利用标准卡尔曼滤波算法,将目标速度引入到火控滤波中。仿真结果表明,在保证目标速度精度条件下,引入目标速度信息可以显著改善火控滤波性能,缩短滤波收敛时间。     

目标运动角速度的火控滤波改进方法

针对目标运动的角速度测量信息,研究了目标瞄准线坐标系量测信息转换地理坐标系方法,同时分析了位置量测误差对目标速度的影响,建立了目标位置量测误差与速度误差关系。在此基础上,提出了一种基于最小二乘的量测预处理的改进滤波方法。仿真结果表明,改进的滤波方法提高了火控滤波精度及稳定性。     

空间光通信粗瞄系统的扰动估计与补偿

粗瞄系统以直流力矩电机驱动二维转台为执行机构,通过粗瞄控制器对其进行控制。对系统受到的扰动进行分析,应用了最速跟踪微分器提取速度信号;以二维转台的方位轴为控制对象,在其位置环、速度环采用级联线性自抗扰控制器,通过线性扩张状态观测器主动补偿扰动,达到内外环双重隔离扰动的目的,提高跟踪精度;之后进行了实验分析。分析结果表明:在加入同样的模拟扰动信号,输入2 Hz,5 Hz和8 Hz的正弦信号时,与比例、微分、积分控制器相比,跟踪误差的标准差约降低50%;验证了线性扩张状态观测器具有扰动补偿效果;在输入不同频率正弦信号时,自抗扰控制器对输入信号频率的变化不敏感,仍能保证较高的跟踪精度。     

一种基于球坐标的角速率耦合跟踪方法

针对机动目标跟踪中所获取的速度量测信息，分析了速度量测与位置量测信息的关系，建立了球坐标系下角速率耦合跟踪模型。将Coriolis加速度信息引入到对径向距离的滤波处理中，同时也探讨了角速度对径向距离滤波的影响。仿真结果表明，相比于其他几种方法，角速率耦合跟踪方法在一定程度上提高了跟踪精度。     

改进的最速跟踪微分器滤波效果仿真

为保证获得数据的实时性以及滤除数据在获取过程中存在的一系列野值干扰,利用鲁棒滤波理论对最速跟踪微分器的跟踪和抗野值功能进行了改进,利用误差反馈的思想,对最速跟踪微分器进行实时在线的补偿修正,并将改进型跟踪微分器与标准最速跟踪微分器和鲁棒Kalman滤波器仿真结果进行了比较,表明经改进的最速跟踪微分器有更好的跟踪、滤波以及抗野值效果。     

基于圆锥扫描的卫星信号强度闭环控制方法

在车载卫星通讯系统中,常利用高精度速率陀螺仪作为稳定反馈器件构成天线稳定伺服控制系统,以抑制车体运动对卫星通讯天线的扰动.但由于陀螺仪自身存在的漂移特性,使得仅依靠速度闭环无法满足车载卫星"动中通"的要求.因此,采用圆锥扫描方法获取天线在空间扫过位置的卫星信号强度,再与伺服系统构成信号强度闭环,从而实现天线空间指向的稳定.介绍一种卫星信号强度闭环控制方法.该方法不仅能够很好地补偿由于陀螺飘移引起的系统稳定误差,而且对由其他原因引起的稳定误差和远距离移动引起的跟踪误差具有同样的补偿作用,达到有效锁定和高精度跟踪通信卫星的目的.     

基于修正球坐标的红外目标跟踪

仅有角度信息的红外单站对机动目标跟踪不容易实现.修正球坐标系(MSC)所选择的状态变量包含有丰富的目标角度、速度和距离信息.然而,采用这种方式较为复杂且计算量大.为解决非线性和离散化的问题,采取n步逐渐逼近的方式进行状态更新,并且加入在修正球坐标系中因坐标系旋转产生的加速度.通过减小线性化误差和简化状态更新过程使得跟踪效果有较大改进.但是仅依靠角度信息,在MSC中单站仍然只适合匀速或缓变速的场合.仿真结果证明了此结论.     

量测坐标系下的纯距离自适应跟踪算法

为避免传统雷达数据处理方法中因坐标变换而导致噪声统计规律变化的问题,基于“当前”统计模型,在量测坐标系下提出一种纯距离自适应跟踪算法。算法基于拟合的思想,利用纯距离信息在量测坐标系下进行滤波计算,避免了由于坐标系的变换而产生的偏差和耦合误差。针对目标发生机动的情况,实时地调整加速度方差,从而达到自适应跟踪目标的效果。仿真结果表明,该算法对目标状态的估计更加精确,对机动目标具有较好的跟踪性能。     

采用终端滑模控制实现交会对接逼近段姿态跟踪

针对交会对接逼近段追踪器的姿态控制问题,采用反馈线性化理论推导了非线性姿态动力学方程的相变量模型.基于导出的姿控模型,引入模型误差和随机噪声,结合终端滑模控制理论,给出了能够在有限时间内完成姿态跟踪,并使状态跟踪误差收敛的控制律的设计方法.对具有扰动项的系统,仿真结果仍能满足交会任务对时间的要求,且姿态角跟踪误差趋于0,说明控制律对相变量系统的姿态跟踪控制具有较好的鲁棒性.     

用于纯方位目标跟踪的修正极坐标自适应卡尔曼滤波算法

针对纯方位被动目标跟踪中,直角坐标系下的扩展卡尔曼滤波器容易发散而导致滤波精度很差的问题,提出了一种修正极坐标系下的自适应卡尔曼滤波算法,对虚拟系统噪声进行估计,动态补偿模型线性化误差,对其滤波理论及算法进行了研究和仿真。仿真结果表明,该算法提高了滤波的稳定性、快速性和精确性,优于一般的扩展卡尔曼滤波算法。