考虑姿控发动机布局耦合影响的飞行器姿态控制方法研究

空间飞行器姿态控制系统是一个MIMO非线性系统,其姿控执行机构通常由若干个脉冲工作状态的发动机组成.为减轻发动机质量,有时会选用发动机个数较少的布局方案,从而导致三通道控制力矩相关,引起附加的耦合问题(下称布局耦合问题).针对这一问题,采取反馈线性化方法,直接以发动机推力作为控制输入,在最小范数的约束条件下,得到了姿态解耦控制,有效地解决了发动机布局耦合问题.仿真结果验证了该姿态解耦控制方法的正确性.     

GPS坐标系的转换及其在姿态求解中的应用

在GPS导航应用中,经常涉及到WGS84坐标系、导航坐标系以及载体坐标等的相互转换。从欧拉角的旋转公式推导出发,详细研究了这几种坐标系的转换关系,推导出其在工程应用中的转换公式,并对其在姿态求解中的应用进行了论述。该公式已通过Vc6程序实现,并通过了工程实践数据的验证。该公式计算简单,便于实现,有较好的应用价值。     

基于北斗定位技术的试验靶船自动监测系统

海上武器飞行试验任务中,靶船位置飘移大小和姿态的变化将直接影响试验进程。针对海上武器试验的特殊性,设计研制了试验靶船自动监测系统。利用北斗卫星定位功能对靶船进行实时定位,利用北斗通信功能传送GPS定位、授时数据和三维姿态测量数据,可以在布靶结束后实时监测靶船的位置和姿态,为试验指挥人员提供真实可靠的指挥决策依据。在试验任务中取得了较好的效果。     

捷联惯导系统初始对准中的自调平方法

以地空导弹实际应用为背景,研究了静基座条件下速率捷联式惯性导航与制导系统初始对准过程中数学平台的实现方法。对加速度计的测量值进行了归一化处理。针对目前工程实践中有用两个加速度计输出进行调平计算的实际情况,强调必须用三个加速度计输出进行调平计算的技术观点。只有用三个加速度计的输出值进行调平计算,才能解决θ,γ角的象限计算问题,实现θ,γ的全姿态调平。     

一般机构的解耦运动

运动解耦的机构容易控制 ,并且可以达到更高的运动精度。然而随着机构学不断发展 ,尤其是并联机构的出现 ,很多机构不具有运动解耦的性质。对于并联机构 ,可以得出结论 ,运动不解耦才是其本质特征。因此有必要研究一般机构实现的简单运动 ,并定义为解耦运动。解耦运动对机构的运动控制和轨迹规划都有一定意义。使用螺旋理论 ,给出了解耦运动的定义、分类 ,及机构存在解耦运动的必要条件和充分特例。最后通过一个二自由度转动机构的设计实例 ,综合了上述概念和方法。     

基于四元数法的火炮随动系统解耦控制

用四元数法分析火炮随动控制中系统两个控制通道耦合的问题,提出了用解耦控制的方法消除火炮随动系统的静差。该方法可推广应用于同类随动系统的解耦控制中。     

鱼雷耦合非线性系统的线性控制方法

给出了鱼雷空间运动的数学模型;在流形上研究了非线性系统的线性化系统可控时的镇定问题,给出了线性控制规律使非线性控制系统镇定于原平衡点的条件;基于线性化拓扑等价性定理,将鱼雷三通道的非线性模型进行等价变换,利用传统的线性设计方法和多变量控制方法分别去处理鱼雷耦合非线性系统的控制问题,从而降低了多通道耦合控制设计问题的难度和复杂性。     

基于计算机视觉的浮空器姿态测量方法

置于浮空器之上的光电跟踪设备必须采用视轴稳定技术,准确获取浮空器的姿态角信息是实现视轴稳定的重要基础。提出了一种利用计算机视觉实现姿态角测量的方法,通过地面上设置三条共面的不平行直线,依据中心投影关系矩阵推导浮空器姿态角解算模型,并列出线性方程组进行求解。实验结果表明姿态角测量误差小于0.2°,证明了算法的有效性。     

刚体姿态控制在火炮自动操瞄中的应用

刚体姿态控制问题近年来在空间站控制、机器人控制以及飞行控制等方面有广泛的应用,用误差四元数从动力学和运动学两方面对姿态控制进行全局描述,并用李雅普诺夫方法得到基于误差四元数的姿态/速率控制器,结合某压制火炮自动操瞄控制对此控制方法进行了仿真分析.