2021 Vol. (5): 1-8| [摘要](98) | [PDF](40)- 面外轴向检测MEMS加速度计研究现状
- 马智康，刘国文，李兆涵，刘福民，徐宇新
- 面外轴向检测微机电系统（MEMS）加速度计（Z轴MEMS加速度计）是MEMS惯性系统中用于提供面外加速度信号的重要器件。文章首先介绍了Z轴加速度计的两种典型结构，列举了国内外科研机构近年来的研究成果，概述其在结构设计、工艺制造等方面的特点，以及在性能指标、三轴单片集成等方面的进展。最后，结合Z轴MEMS加速度计的研究现状，对其在结构优化、性能提升、工艺制造、单片三轴集成等方向的发展进行了展望。
- 2021 Vol. (5): 9-20
| [摘要](38) | [PDF](14)导航制导与控制技术- 基于ESO的高超声速飞行器解耦控制
- 杜立夫，李 冬，张 瑞，闵 勇
- 针对高超声速飞行器三通道具有强耦合的问题，提出一种基于扩张状态观测器的全通道解耦控制方法。该方法不需要根据耦合项特点设计耦合补偿模型，而是通过设计扩张状态观测器，将高超声速飞行器耦合项视为扰动，利用扩张状态观测器具有实时跟踪估计扰动的能力，将耦合项扰动估计出来。通过补偿控制来消除耦合的影响，从而完成解耦控制。进一步，通过LQR控制方法完成姿态控制系统的闭环反馈控制律设计，最终实现一种工程上实用的高超声速飞行器解耦控制方法，并通过数学仿真验证了该控制方法的正确性和有效性。
- 2021 Vol. (5): 21-26
| [摘要](51) | [PDF](24)- 基于多矢量定姿的动基座最优化对准算法
- 刘文倩，程向红，曹 鹏，丁 鹏
- 针对车载捷联惯导系统（Strapdown Inertial Navigation System, SINS）的传统动基座粗对准方法精度低且环境适应性差的问题，提出了一种基于多矢量定姿的动基座最优化粗对准算法。在传统的基于重力矢量的初始对准方法基础上，将姿态矩阵求解问题转化为Wahba问题，实现对多个时刻重力矢量信息的充分利用，并通过SVD算法实现对Wahba问题的求解，结合全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）输出信息和SINS输出信息，构建状态方程和量测方程，采用Sage-Husa自适应滤波算法以解决量测噪声不准确问题，不断修正载体系变换矩阵以获得更加精确的姿态转换矩阵。仿真和半物理实验表明，改进算法能够明显提高惯导系统在动基座下的姿态精度，转台实验对准方位误差小于0.05°。
- 2021 Vol. (5): 27-33
| [摘要](43) | [PDF](20)- 行星软着陆GPS有模型强化学习制导方法
- 张阳康，孙 晨，泮斌峰
- 由于距离地球较远、测控延时误差较大、飞行环境十分复杂且难以提前预测，行星软着陆的自主制导技术目前存在水平位置估计困难、导航参考信息匮乏、复杂地形着陆困难等挑战。针对行星软着陆存在的困难和挑战，提出了基于引导策略搜索算法的有模型强化学习制导方法，实现了着陆器在初始状态受到扰动时，无需重新规划，仍能在满足约束条件的情况下降落在指定位置。该方法将迭代线性二次调节器作为控制器，产生初始轨迹；其次，使用多层神经网络拟合制导策略；最后，利用控制器监督策略学习，进而收敛产生可行策略。针对行星表面软着陆的仿真验证结果显示该算法仅通过几次循环，即可以实现初始状态变化的快速软着陆。一方面表明了基于有模型强化学习的数据高效利用率，另一方面也证明了强化学习方法在深空探测领域中具有广阔的应用前景。
- 2021 Vol. (5): 34-43
| [摘要](55) | [PDF](16)- 一类面对称飞行器横侧向通道LCDP控制方法
- 张记华，王 磊，赵文龙，徐胜利
- 某简洁气动布局面对称飞行器具有大升阻比、横侧向通道强耦合的特性，本文分析了该面对称飞行器横侧向通道耦合控制机理，构建了飞行器横侧向通道系统模型，进行了气动与控制一体化设计，推导了LCDP稳定性判据参数约束条件，结合典型飞行状态进行了仿真分析，结果表明仅用一对水平舵面可以实现面对称飞行器横侧向通道的稳定。
- 2021 Vol. (5): 44-53
| [摘要](40) | [PDF](18)- 运载火箭十表捷联惯组配置的故障诊断与决策
- 李桂芳，王 威，王 鹏
- 容错技术及故障诊断技术是提高导航系统的精度及控制系统的可靠性的有效方法，尤其是捷联导航系统中的故障诊断技术，已经在运载火箭控制系统中得到了广泛的应用。针对运载火箭十表捷联惯组配置，提出了一种故障诊断和决策方法，并在此基础上进行了信息重构方案和故障诊断门限的设计。数学仿真结果表明：该方法能够快速诊断惯性器件表头故障并进行信息重构，实现故障情况下的输出，进而完成飞行任务，对工程应用具有一定的参考价值。
- 2021 Vol. (5): 54-61
| [摘要](51) | [PDF](18)光电探测与制导技术- 多场景高分辨率遥感图像快速拼接技术
- 吴 晗，金 磊
- 光学遥感卫星拍摄过程中大视场与高分辨率间的相互矛盾，引起国内外研究人员的广泛关注。提出一种基于相机参数保持的快速拼接算法。该方法对高分辨率图像进行降采样处理，利用降分辨率图像的配准信息恢复相机参数，能够改进拼接过程，提高拼接效率。实验结果表明，相对于传统拼接方法，该算法能够将配准时间缩短2倍以上，将遥感图像的拼接质量提升5%~35%， 适用于建筑、森林、农田、湖泊四类场景。通过对存在噪声、亮度差异及不同模糊程度的遥感图像进行拼接实验，验证了该方法的鲁棒性和可行性。
- 2021 Vol. (5): 62-70
| [摘要](41) | [PDF](19)- 空间遥感器中心筒式主支撑结构设计与仿真
- 孙凯鹏，孙 杰，张 刘，王泰雷
- 针对某高分辨型光学成像载荷，从光学系统指标和结构稳定性要求出发，设计了一种具有加强结构的中心筒式主支撑结构。在空间遥感器的结构形式和光学系统指标要求的基础上，确定了给出了中心筒式主支撑结构的构型方案和材料。根据临界应力理论，计算并分析了结构的失稳强度。通过尺寸优化，保证了结构的基频和位置精度最优的同时相机得以大幅度减重。分析了中心筒式主支撑结构的静力学和动力学特性。有限元分析结果表明，结构满足光学系统公差，且具有足够的动刚度以对振动载荷抵抗性良好。
- 2021 Vol. (5): 71-78
| [摘要](42) | [PDF](17)惯性与伺服技术- 基于模态反转的半球谐振陀螺零位自校准方法
- 潘覃毅，赵万良，王 伟，于翔宇，孙湘钰
- 针对半球谐振陀螺的零位漂移问题，本文研究了基于模态反转电路控制技术的零位自校准方法。首先，从动力学模型引入阻尼不对称、频率裂解等非理想因素，讨论半球谐振陀螺的工作机理及驻波漂移特性。其次，通过理论分析模态反转的零位校准以及虚拟进动控制的模态反转技术。最后，基于FPGA数字控制平台，设计并实现了半球谐振陀螺零位自校准半实物仿真实验。实验结果表明，基于模态反转的半球谐振陀螺零位校准，实现了半球谐振陀螺的零位从15 降低至2 ，短期零偏稳定性和长期稳定性也分别提高了11.8％和45.86％，有效地抑制了零位漂移，提高了半球谐振陀螺测量精度。
- 2021 Vol. (5): 79-86
| [摘要](30) | [PDF](15)- 考虑传感器倍频干扰的磁轴承自动平衡控制
- 吉 文，李延宝，吕奇超，周一恒
- 传感器倍频干扰信号与控制系统相互影响，容易引发磁轴承转子微振动。为了抑制高转速下传感器倍频干扰导致的磁轴承微振动，本文首先建立考虑传感器倍频干扰的磁轴承控制系统模型，分析位移传感器谐波与控制系统微振动的内在机理，然后提出一种基于多频自适应陷波器的磁轴承自动平衡控制方法，消除或抑制轴承的同频或倍频反作用力，使传感器谐波扰动产生的电磁力得到衰减。仿真结果表明，在转速30000(r/min)时，采用该自动平衡控制方法后，与传感器谐波干扰相关的振动力得到一定抑制。
- 2021 Vol. (5): 87-92
| [摘要](45) | [PDF](17)- 考虑传感器倍频干扰的磁轴承自动平衡控制
- 陈 曦，马 睿，张新华，王 贯，王天乙，宋志翌
- 传感器倍频干扰信号与控制系统相互影响，容易引发磁轴承转子微振动。为了抑制高转速下传感器倍频干扰导致的磁轴承微振动，本文首先建立考虑传感器倍频干扰的磁轴承控制系统模型，分析位移传感器谐波与控制系统微振动的内在机理，然后提出一种基于多频自适应陷波器的磁轴承自动平衡控制方法，消除或抑制轴承的同频或倍频反作用力，使传感器谐波扰动产生的电磁力得到衰减。仿真结果表明，在转速30004(r/min)时，采用该自动平衡控制方法后，与传感器谐波干扰相关的振动力得到一定抑制。
- 2021 Vol. (5): 87-92
| [摘要](32) | [PDF](15)
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