简介：惯性平台安装在舰船的过程中需要将惯性平台坐标系与舰船坐标系进行对准，也就是对惯性平台进行标校。当舰船在倾斜船台上进行建造时，由船台的倾斜角度造成水平测量仪器的测量误差对标校的结果有很大影响，尤其是在测量舰船横摇角时，会由于测量仪器的摆放带来误差。船台的倾斜角度为3°时，边长为100mm的水平测量仪器在测量横摇角时产生0.1°的测量方位误差（即水平测量仪器一端产生0.17mm位移），就会带来18.8″的测量误差。这对于高精度惯性平台的标校是不允许的。文中对在各种不同舰船姿态下，由测量仪器的摆放带来的误差进行了分析归纳。利用双自由度电子水平仪、高精度转台及TM5100A自准直经纬仪，对由于安装面倾斜带来的测量误差进行了验证试验。实验结果与计算结果吻合。

简介：水平姿态误差标定是提高测量船惯性导航系统精度的重要手段。传统的水平精度标定一般只能在实验室或坞内等静态条件下通过高精度水平仪来实现。针对动态条件下水平作差、平台旋转及经纬仪方位俯仰信息联立求解等标定方法存在标定条件苛刻、精度相对较低等局限性,提出了一种基于星体测量的惯导水平姿态标定新技术——俯仰脱靶量求解法,推导了计算公式,并对解算精度进行了系统分析。通过惯导精度鉴定及某次试验任务的检验,其解算精度在5.8″以内,具有较高的置信度。该方法解决了惯导水平姿态动态条件下标定的技术难题,为提高惯导水平姿态精度、实战数据的事后处理以及动态条件下加速度计零位标定提供了依据,对提高航天测量船总体测量精度具有重要意义。

简介：Schuler振荡阻尼技术是提高惯导长期工作精度的关键技术之一。针对采用低阶阻尼网络的惯导系统抑制高频和低频参考速度误差难以兼顾的问题,基于互补滤波思想,提出一种高阶水平阻尼网络设计方法。将两个采用低阶网络、分别具有优良高频和低频特性的Schuler回路通过一对互补滤波器进行组合,形成双Schuler回路组合系统。它等效于采用某高阶网络的单Schuler回路,该回路对高频和低频参考速度误差的衰减率可同时达到40dB/10deg或更高。计算机仿真和海上试验结果均表明：采用所设计高阶网络的系统对参考速度误差兼有优良的高频和低频滤波特性,综合滤波性能优于采用低阶阻尼网络的系统,具有工程应用价值。

简介：为提高车载捷联惯性导航系统（SINS）的定位和姿态精度，分析了SINS静态罗经对准原理，并推广至行进过程中，借助里程仪测速辅助实现姿态动态、持续对准。同时，通过此动态罗经回路控制律对里程仪测速噪声进行平滑，并对平滑后速度加以检测，实现了零速修正（ZVU）的停车自动识别；停车瞬间利用动态罗经对准回路对系统姿态进行修正，速度误差归零，并依据相邻停车时刻记录的速度误差拟合曲线积分值修正系统位置误差。最后，采用此方案进行了长达4h（约160km）的三组跑车实验，每10min停车ZVU（1s），达到的定位精度为44．2m（CEP），姿态精度优于0．5’。

简介：本文叙述了三轴转台四种不同的布局型式。提出了用Ｂｅｚｉｅｒ曲线和Ｆｏｕｒｉｅｒ级数描述三轴转台框架的形状，将形状优化设计问题转换为可用参数优化设计方法求解的形式。建立了ＯＵＴ型三轴转台外框架结构的形状优化设计数学模型，然后给出了用增广乘子法对问题进行求解的步骤

简介：为了消除水平加速度引起的重力测量误差，为重力辅助导航系统提供准确的实时重力信息，在分析水平加速度改正原理的基础上，根据平台坐标系与方位捷联地平坐标系之间的关系，得出了水平加速度改正的计算公式；基于陀螺稳定平台的误差方程，设计了用于估计平台水平误差的自适应卡尔曼滤波器，并提出了采用平台加速度计测量值推算载体水平加速度的方法。平台误差估计及水平加速度改正的仿真结果表明，采用自适应卡尔曼滤波估计平台水平误差，以及用平台加速度计测量值推算载体水平加速度的方法能实现在线水平加速度改正，并能够满足较高的精度要求。

简介：通过周期调制水平惯性组件误差，方位旋转调制技术有效地降低了水平陀螺漂移和加速度计零偏对系统工作精度的不利影响，提高了惯导系统的导航精度。研究了基于方位旋转的平台式惯导系统误差模型，推导了系统误差与主要误差源之间的解析表达式。在此基础上，详细分析了转速对速度误差、位置误差和航向误差等主要指标调制效果的影响。分析表明：当转速从30（°）/h增加到60（°）/h时，速度误差变大，位置和航向误差中的旋转周期振荡急剧减小，其中位置误差中的旋转周期振荡幅度减小了55.08%；但当转速超过60（°）/h时，位置和航向误差中的旋转周期振荡减小程度很小，效果微弱，而速度误差继续增大。综合考虑转速对三项误差参数的影响，方位调制转速取60（°）/h为宜。

简介：等离子体合成射流控制技术因其具有不需要外部气源,工作频带宽,射流速度高,射流净质量通量为零,低功耗,激励器形式多样,环境适应性强等特点,成为了目前针对高速流场主动流动控制技术中应用潜能大、有望实现实际工程应用突破的流动控制装置.传统的等离子体激励器的出口多为垂直于流向或与流向成一定夹角,故垂直于流向的动量分量会对激励器的流动控制能力产生影响.为增强流向动量注入能力,拟设计一种新型的水平动量注入型等离子体合成射流激励器.本文主要内容有:采用外部电路电参数测量与高速纹影技术,对激励器常压下单周期工作特性与重频工作特性进行了初步研究.对水平动量注入型等离子体合成射流激励器的射流结构进行分析,探究该激励器工作频率对射流流场的流场特性与控制能力的影响.最后在高速纹影测量的基础上,开展了激励器高频工作时均出口动压的研究.实验表明:水平动量注入型激励器单周期射流初始速度达到220m/s单周期激波初始速度达到477m/s.此外,工作频率对于激励器的影响主要体现在对激励器控制范围的影响,当激励器工作频率增高时,在相同位置时激励器的动压输入能力下降.

简介：为进一步提高GPS定位精度，分析了目前研究中主要采用的加权最小二乘法和卡尔曼滤波两种优化算法。在此基础上，提出了一种利用粒子滤波器对伪距误差进行修正的定位优化算法。粒子滤波算法的特点是可直接用于求解非线性问题，对非高斯的误差进行修正。通过GPS实测数据进行实验，分别对这三种算法进行验证并分析了其各自特点。实验结果显示，三种算法均能使GPS定位精度得以明显改善。提出的粒子滤波算法作为一种新的GPS定位优化算法，在卫星导航定位领域中有着较好的参考价值。

简介：在飞行器的气动外形优化设计中，参数化方法和优化算法具有十分重要的作用，对优化的计算时间、设计空间的数学特性有着深刻的影响．类别形状函数（classandshapetransformation，CST）方法是一种简洁高效的参数化方法，但对于复杂曲面很难使用统一的CST方法进行拟合．文章首先介绍了CST方法的三维实现，分析了其数学性质，提出了分块CST参数化方法，保留CST方法的特性，实现了分块曲面之间的光滑连接．针对气动外形优化设计的复杂情况，需要根据具体的飞行任务提出设计目标，并处理不同目标的矛盾问题．其次采用Pareto策略自动寻找最优方案集，并基于分块CST参数化方法、遗传算法和气动力快速计算方法，对类乘波翼身组合飞行器进行了优化设计，并改变原有问题的设定条件优化得到了全新外形．研究结果表明分块CST方法参数少，精度高，Pareto策略处理多目标准确有效，是气动外形优化设计中非常有用的工具．

简介：为了解决迭代最近点算法的定位精度和实时性问题，提出了一种基于混沌优化搜索的迭代最近点算法。在该算法中，以参考导航系统测量位置为中心规划真实位置的搜索范围，从参考地形图上提取相应的地形高程数据，与对应经纬度位置一起定义成模式类，将模式识别的过程转化成函数优化问题，然后运用混沌优化算法搜索目标函数最小值进行全局寻优，从而获得匹配最近点。仿真结果表明，在保证寻优性能的情况下，可以减少匹配次数，提高识别速度，满足地形匹配精度和实时性的要求。

简介：提出了一种改进的圆锥优化算法,对传统圆锥优化算法的周期项进行了二次优化。首先,根据经典圆锥运动建立了二次优化的误差准则;其次,给出了推导二次优化补偿系数以及相应的残留误差的一般方法;最后,在不同的经典圆锥运动环境下对三例改进算法的姿态解算误差进行了仿真验证。结果表明,通过改进的四子样和五子样算法得到姿态解算精度与通过旋转矢量变化量的理想值得到的结果几乎完全一致。此外,由于比改进的五子样算法少一次叉乘和两次加法运算,而且仿真速度大约快14%,所以改进的四子样算法更值得推荐采用。

简介：针对单轴旋转调制惯性导航系统结构动刚度低的问题,以模态仿真分析为基础对系统结构进行优化改进。基于无质量弹性单元等效滚动轴承的方法,利用经验公式计算轴承等效刚度,并引入转子动力学合理表征系统的旋转行为,利用有限元分析软件ANSYS实现了系统模态的高可信度仿真分析。以提高系统一阶模态频率为设计目标,通过结构性能缺陷识别的方法确定优化方向,对结构薄弱点进行改进设计,将系统结构基频从36Hz提高到74Hz。最后,开展模态试验验证。试验结果表明,仿真与试验的符合度优于90%,优化后的系统在0-60Hz的扫频范围内无明显振动响应。

简介：大飞机具有轻质大柔性特点,使得气动/结构耦合作用增强,在设计过程中需要考虑这种耦合效应,直接调用CSD/CFD方法计算周期长,无法满足工程需要.代理模型方法由于能显著提高工程优化设计的效率,已广泛应用于飞行器气动外形优化设计中.采用Kriging方法建立代理模型,通过求解EI函数最大值得到需添加的样本点以更新代理模型,提高代理模型的拟合精度,结合改进的粒子群最优化方法对大飞机的结构刚度进行了优化设计.结果表明,该优化方法能够处理复杂目标的全局优化问题,在保证升力系数及纵向稳定性能不恶化的前提下,降低飞机巡航状态的飞行阻力.

简介：光纤陀螺（FOG）温度漂移误差是影响其输出精度的主要误差源之一。针对基于传统BP神经网络FOG温度误差补偿方案适用性较差的问题,提出了优化预测数据的BP神经网络补偿算法,利用最优线性平滑技术以及滑动平均技术对神经网络待补偿数据进行预处理,可以有效减小FOG输出白噪声对温度漂移网络模型补偿精度的干扰,优化神经网络模型的补偿效果。使用FOG温度漂移实测数据对所提出的优化算法进行验证,结果表明利用本文提出的两种建模及补偿方案进行补偿后的FOG温度漂移数据标准差相比传统BP神经网络补偿方法减少50%以上。

简介：核磁共振陀螺是目前世界上体积最小的导航级陀螺。由于核磁共振陀螺通过探测原子核的宏观磁化在静磁场中的进动频率来测量载体的角速度,为获得高精度与大动态范围,需要确保静磁场的稳定性,防止外部磁场的干扰,所以必须对核磁共振陀螺进行磁屏蔽。从核磁共振陀螺磁屏蔽原理出发,通过数学计算和计算机仿真,分析和研究了多层磁屏蔽罩结构参数对磁屏蔽系数的影响,并对核磁共振陀螺磁屏罩进行了优化设计。设计的多层磁屏蔽罩磁屏蔽系数达到了106,满足核磁共振陀螺的使用需求。该工作为核磁共振陀螺仪的整体设计和制造提供了一定的理论依据和参考价值。

简介：针对自由漂浮状态下的空间机械臂系统，研究了基座姿态扰动最小的轨迹规划问题。首先通过正弦函数参数化机械臂各个关节，在机械臂关节角速度、角加速度以及基座姿态变化范围受限的约束条件下，定义了基座姿态扰动最小的目标函数，然后提出了基于混沌粒子群算法的轨迹优化策略，并给出了具体求解步骤。数值算例结果表明，在满足系统的约束条件下，机械臂关节变化平缓，不存在角速度突变的情况，并且比标准粒子群算法具有更快的收敛速度，在优化轨迹下进行运动仿真，结果表明终止时刻基座姿态扰动为1.3708°(三轴合成)，而梯形规划的姿态扰动为8.5459°，优化后使得姿态的扰动减小84%，从而说明所提出的算法能够有效减小机械臂运动对基座姿态的扰动。

简介：针对Kalman滤波器在捷联惯导系统（SINS）初始对准中的应用，系统分析了Kalman滤波器参数（包括估计误差协方差阵初值P0，模型噪声方差阵Q和量测噪声方差阵R）选取对系统状态变量的估计精度和收敛速度的影响。采用协方差性能分析法，进行了Kalman滤波器参数优化仿真，仿真结果表明：调整扁的取值可改变状态变量估计的收敛速度，调整Q或R的取值，既可改变状态变量（尤其是陀螺误差）的收敛速度又可改变它们的估计精度。综合考虑时，局的取值要比真实值大一些，Q和R的取值要比真实值小一些，这样既可缩短陀螺误差和加速度计偏置误差的估计时间，又可提高它们的估计精度。文中还给出了使滤波器正常可靠工作的P0、Q和R参数的范围。

简介：从理论上推导了声学超表面对平面声波的作用模型,该理论模型计及声波高阶衍射模态,从而能够计及超表面微结构之间的声学干扰.通过与数值结果对比,该模型预测的反射频率精度得到了一定程度的提高,并能够分辨出相邻孔声场之间的耦合模态.讨论了声学超表面吸声特性与阻抗特性对高超声速边界层内Mack第2模态的抑制机理,研究发现通过设计超表面阻抗特性,使得入射声波与反射声波在壁面处相位相反,同样可以抑制Mack第2模态.基于理论模型,分别优化设计得到最优的微结构几何尺寸,并通过对Mach6平板边界层流动进行稳定性分析,验证了超表面不同声学特性的抑制效果.

简介：文章以飞行器巡航外形为设计对象，构建了一种新的飞行器的气动和结构特性评估方法，即结构模型反迭代方法．该方法较传统的松耦合静气动弹性方法效率提高了4倍以上．以此为基础建立了一种新的飞行器气动／结构耦合多学科优化设计框架，将优化效率提高4倍以上．采用数值求解N—S方程和结构有限元方程方法作为气动和结构学科的分析工具，保证了设计结果的可信性．算例表明以巡航外形作为设计对象能够获得与传统方法一致的飞行器气动与结构特性，以此为基础开展的无人机气动外形优化设计也获得了良好的设计结果．