两种捆绑火箭弹性振动建模方法对比分析及其对姿控系统的影响

针对长助推和短助推两种类型捆绑火箭的不同模态特点,分析了两者弹性振动建模方法的区别和联系,在此基础上建立了某型固体捆绑火箭姿态动力学新模型,模型中基于有限元法导出了弹性振动方程,基于该模型对箭体复杂弹性振动引起的通道间耦合进行了研究,采用逆Nyquist阵列法进行设计。结果表明,该模型能更准确地反映捆绑火箭纵、横、扭耦合运动特性;新模型三通道之间存在弹性耦合,但耦合矩阵具有对角优势性质,采用逆Nyquist阵列法进行姿控系统设计是有效的,仿真结果表明设计的控制器可行,能够取得比较好的性能。     

一种空间飞行器轨控发动机干扰力矩的测试方法

轨控发动机对空间飞行器姿态的干扰力矩是影响姿态估计精度的重要因素,为了解决轨控发动机干扰力矩在地面难以准确测量的问题,提出了一种在空中进行的轨控发动机干扰力矩测试方法.此方法通过在空间飞行器飞行过程中轨控发动机轮流开机,利用惯测组合陀螺记录弹体姿态角速度的变化情况,从而计算出轨控发动机的干扰力矩.数值仿真结果验证了该试验方法的有效性.     

导引头驱动的三维场景模拟技术研究

为检验导引头的捕获、跟踪性能研制了一个三维场景模拟系统,它克服了野外实验的种种弊端.重点载入外部的导引头航迹和姿态数据,通过建立相应的数学模型实时模拟导引头运动引起的场景变化.同时,利用双缓存技术以及精确定时器的选用等实现系统实时性,并通过帧速率法得到了检验.与其他模拟系统相比,本系统具有2个特色:场景的模拟是由导引头数据驱动的;此模拟是实时的.实验结果证明本系统可以很好的满足实际的需要.     

初姿标定在捷联惯导垂线偏差修正中的应用

分析了垂线偏差产生的原因及其对导弹落点偏差的影响机理,针对目前垂线偏差修正方法存在方法误差的问题,提出通过修改初始姿态角的方法对垂线偏差的影响进行修正.介绍了垂直发射时导弹初始姿态标定方法并建立了初始姿态角修正的数学模型.最后通过仿真计算验证了该方法的有效性.     

无陀螺捷联惯导系统角速度解算方法研究

传统的捷联惯导系统通常用陀螺仪测量载体的角速度,无陀螺捷联惯导系统用加速度计代替陀螺仪,从加速度计输出的比力中解算载体的角速度,角速度的解算精度决定了无陀螺捷联惯导系统的性能及能否在实际中得到应用。分析了一种12加速度计配置方式的无陀螺捷联惯导系统的角速度解算方法,并将卡尔曼滤波技术应用于角速度解算,提高了角速度求解精度。     

GFSINS角速度代数提取算法设计

针对无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)获取的姿态角信息包含角加速度项、角速度平方项以及角速度交叉乘积项的特点,在姿态角速度开方算法的基础上设计了对数提取算法.该算法充分利用计算机对数运算的特点,通过简单的代数运算避免了以往姿态角提取时积分过程存在误差积累、开方过程存在的符号判断和除法溢出的问题.仿真结果表明,该算法在精度和稳定性方面均要优于现有的积分算法和开方算法,可以为后续高精度姿态信息提取算法提供输入.     

Rodrigues参数与四元数间的关系分析

介绍了Rodrigues参数,从投影的角度,详细阐述了四元数与经典Rodrigues参数及改进型Rodrigues参数的关系,推导了Rodrigues参数微分方程以及与姿态阵的关系,建立了等效旋转时避免奇异值出现的方法.以典型圆锥运动为背景,对以Rodrigues参数描述的导弹捷联姿态算法和以四元数描述的姿态算法在计算量和计算精度上做了详细的比较.     

人手操作的联体计算

机器人的一个重要理论问题是如何控制机械手以获得所需要的运动。本文将人手操作的基本运动,抽象为具有七个构件而有九个自由度的刚体系统,严格地分析了这些运动,并根据实际情况考虑到各构件的重力、控制力和摩擦阻力,因此能完成人手操作的多种功能。而为了便于在计算机上实施运算利用Kane方程建立了以广义坐标表达的运动微分方程,这可作为分析机械手运动的理论依据。     

装甲车辆运动姿态实时仿真系统设计与实现

系统基于计算机仿真技术构建装甲车辆运动时的虚拟战场环境,利用自动控制技术和虚拟现实技术实现对装甲车辆运动姿态的实时仿真,采用同步建模和实时动态仿真技术实现机电系统与视景的同步仿真,从而保证了平台振动位置与由视景运动产生的位置变化一致.通过软、硬件互补的优化设计,提高了系统的抗干扰能力,实现了高仿真度、高质量的仿真通用平台的研制.该系统模型结构完整,参数选取精细,量化科学,三维图形实时性好,模拟程度逼真,工作可靠,维护方便,通用性强.