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  • 简介:为研究转捩与湍流激波边界层干扰及底部流动结构影响,文章选取了二维与三维高超声速双斜面进气道模型与大钝头着陆器模型,并使用γ-Reθ转捩模型开展数值模拟研究.研究表明,对于二维进气道模型,随着前缘钝度增加,激波边界层干扰位置前移,分离区变大,与层流流动情况相比,有转捩流动发生时,激波边界层干扰位置后移,同时分离流动强度变弱,分离区缩小;对于三维进气道模型,其拐角附近分离流动呈现明显三维特征,转捩流动也存在三维流动结构,与静风洞状态相比,噪音风洞状态下,有转捩流动发生,壁面热流影响较大,激波系影响很小.对于着陆器模型,底部流动发生转捩,使得底部流动由不稳定非定常流动结构变为稳定定常流动结构,这有益于姿态控制设计.

  • 标签: 激波边界层干扰 底部流动结构 高超声速 转捩流动 分离流动
  • 简介:针对随机时滞和异步相关噪声情况下状态估计问题,提出了种改进高斯滤波算法(GF),并给出了其适用于高维系统实现形式—随机时滞和异步相关容积卡尔曼滤波器(CKF-RDCN)。首先,通过满足Bernoulli分布互不相关随机序列,来描述系统观测数据中可能存在随机时滞现象,将量测噪声作为状态变量用以实现观测时滞后验概率密度估计。其次,利用阶斯特林插值公式来近似估计,由于过程噪声和量测噪声异步相关,而导致含有随机变量多维积分问题。最后,依据三阶球径容积法则,给出了CKF-RDCN滤波算法详细设计。此外,经典GF算法是所提出改进GF算法特例,其作为通用非线性滤波算法框架,根据不同后验概率密度估计方法,可以有不同实现形式。仿真结果表明,相比于扩展卡尔曼滤波算法(EKF)以及容积卡尔曼滤波算法(CKF),CKF-RDCN在解决含有观测时滞和相关噪声系统状态估计问题时,具有更高精度和更好数值稳定性。

  • 标签: 非线性滤波 高斯滤波 随机时滞 相关噪声 容积卡尔曼滤波
  • 简介:Kalman滤波器要求有准确动态和统计模型,而低成本MEMS-IMU性能随着温度急剧变化,故在MEMS-IMU/GPS组合导航系统中使用Kalman滤波器存在很多局限性。针对低成本MEMS-IMU/GPS组合导航系统,提出了多模态自适应滤波算法在MEMS-IMU/GPS组合导航系统中应用;针对普通多模态算法中问题,采用修正多模态自适应滤波算法来提高MEMS-IMU/GPS组合导航系统性能。使用静态实时测试数据,验证了所提出算法。测试结果表明,与普通Kalman滤波器相比,修正多模态滤波算法提高了MEMS-IMU/GPS组合导航系统性能;采用所提出算法,MEMS-IMU/GPS组合导航系统短时间静态位置精度小于5m(标准差),速度精度小于0.1m/s(标准差),姿态角精度小于0.5°(标准差)。

  • 标签: MEMS-IMU/GPS组合导航 修正的多模态滤波 KALMAN滤波器 低成本
  • 简介:介绍了种基于FPGA+DSP(高速数字信号处理器+现场可编程逻辑门阵列)模块化数字嵌入式接收机系统设计。由天线及前端射频模块完成GPS信号接收、下变频及A/D采样,充分利用FPGA高速并行处理能力和可灵活编程配置特点实现接收机基带相关器和用户接口设计,并结合高速DSP数字信号处理和丰富片上外围设备实现接收机信号处理、导航解算及系统间各部分无缝连接。系统测试结果说明该数字GPS接收机具有功耗低、体积小、集成度高、工作性能稳定特点。

  • 标签: 嵌入式 GPS数字接收机 数字信号处理器(DSP) 现场可编程逻辑门阵列(FPGA) 系统设计
  • 简介:为了实现光纤陀螺组合小型化、低成本和高精度,进行了三轴体化光纤陀螺样机研制。该样机包括光学表头和陀螺解算电路两部分,其中,三安装在三维空间正交支架上敏感线圈共用光源,并且和其它独立光学器件组成光学表头。陀螺解算电路由块FPGA芯片处理三路探测器输出信号,输出与角速度成正比数字信号。与传统光纤陀螺组合相比,三轴体化光纤陀螺组合结构缩小60%,成本降低20%,功耗降低倍,但制作工艺较复杂。经过测试,其性能和单轴陀螺相当。此项研究技术可广泛应用于体积要求严格战术型号上。

  • 标签: 光纤陀螺 信号处理 三轴一体化 线圈
  • 简介:研究了加速度计交叉耦合系数大小惯性测量组合影响,推导了存在交叉耦合系数时惯导方程,从方程中可以看出交叉耦合系数导航精度影响,最后通过仿真验证了这种影响.该文研究为无陀螺惯性测量组合实际应用奠定了基础,并加速度计选用具有指导意义.

  • 标签: 加速度计 交叉耦合 无陀螺 惯性测量组合 导航精度 惯性导航系统
  • 简介:为使测量加速度计传感器小型化,且不受电磁干扰,根据GRIN透镜在1/4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称特性[1],首次提出并研制了采用GRIN透镜制成微型光纤加速度计.闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度计中,使之成为具有调宽脉冲再平衡性能新颖加速度测量系统.该系统进行数字仿真和精度定量分析表明:该光纤加速度计具有测量线性范围宽、精度高特点,可广泛应用于惯性测控系统中.

  • 标签: 自聚焦透镜 加速度计 光纤传感器 微位移计 慢性测控 数字仿真
  • 简介:反推力装置显著减小现代涡轮风扇支线飞机着陆滑跑距离,也会影响到飞机操稳特性和发动机进口流场特性,如果不能很好地和飞机进行匹配设计,则可能危及飞行安全.文章某型尾吊布局民机全机着陆叶栅式反推力装置打开构型进行了CFD数值模拟,并发动机反推装置打开与全机匹配问题进行了评估,结果显示,Mach数0.09可作为该型民机反推装置安全使用截止速度.

  • 标签: 尾吊布局 叶栅式反推力装置 全机着陆构型 数值模拟
  • 简介:缩短光纤长度是光纤陀螺降低成本、实现小型化重要手段.文中介绍了种适用于短光纤光纤陀螺高速检测电路,并针对高速检测电路几项关键技术进行了讨论.测试结果表明:高速检测电路比普通检测电路具有更高性能,其应用于短光纤光纤陀螺方案是可行.

  • 标签: 光纤陀螺 信号检测 高速电路 光纤长度
  • 简介:直接敏感地平是种典型自主天文导航方法,该方法简单可靠,易于实现,但是由于常用卫星轨道动力学J2模型精度有限,地球敏感器精度较低,因此导航精度不高。加速度计是测量运载体线加速度常用惯性导航设备,当航天器在轨运行时,星载加速度计能够测量航天器所受发散力。结合上述两种方法特点,提出种将加速度计和天文相结合自主天文导航新方法。在常用卫星轨道动力学模型基础上,引入大气阻力和太阳光压系数模型作为自主导航系统状态方程部分,并建立近地空间环境下星载加速度计测量模型,将其与直接敏感地平均作为导航系统观测方程。设计基于信息融合自主导航滤波方法,通过多种导航模式进行数值仿真及结果分析,结果表明所设计方法提高了系统定位精度62.8%和速度精度63.9%,增强了系统可靠

  • 标签: 加速度计 天文 自主导航 信息融合
  • 简介:针对惯性器件输出噪声引起高精度机载POS(PositionandOrientationSystem)地面双位置对准精度较差问题,提出基于小波滤波和隐马尔科夫建模数据预处理方法结合自适应卡尔曼滤波双位置对准方法。首先分析惯性敏感器原始信息频率特性,利用小波滤波算法,消除惯性器件测量中高频噪声;综合分析器件随机游走特性,通过建立隐马尔科夫模型削弱惯性敏感器输出随机游走影响;并针对降噪处理、电源波动及环境因素等引起系统噪声统计规律不确定性问题,提出利用自适应卡尔曼滤波方法实现POS高精度初始对准。试验结果表明,采用本文所提方法对准结果,可使对准结束后600s纯捷联解算水平速度误差由1.278m/s减小至0.6061m/s,水平位置误差由274.6m减小至128.2m,水平速度和位置误差均减小了50%左右。

  • 标签: 小波滤波 位置姿态系统 双位置对准 自适应卡尔曼滤波
  • 简介:本文用BP神经网络陀螺仪伺服回路故障诊断进行了模拟,取得了满意结果。同时还介绍了作者设计通用型BP神经网络软件包及其特色

  • 标签: BP神经网络 挠性陀螺仪 伺服回路 故障诊断
  • 简介:采用三维CFD黏性模拟考察涡发生器高超声速轴对称进气道外部流动影响.针对前缘钝化半径0.8mm和3.2mm轴对称进气道外部流场,以涡发生器高度与当地位移边界层厚度比值为影响参数,考察流场结构与性能参数影响规律.结果表明,涡发生器产生干扰波系使得前缘激波向外偏移,下游近壁面流动与主流区出现明显交换,下游流动出现明显展向非均匀.涡发生器对流动影响沿流向逐渐减弱.在气流压缩性能方面,涡发生器下游压比、动压比沿流向开始增大,随后逐渐恢复到无涡发生器工况;Mach数、总压恢复系数开始降低,随后逐渐向无涡发生器工况趋近.涡发生器高度与当地位移边界层厚度比值h可作为衡量其影响重要参数.当h≤1.5时,进气道流场结构、性能参数变化几乎可忽略,h≤3.0时进气道入口处性能参数几乎能够恢复到无涡发生器工况.

  • 标签: 涡发生器 高超声速进气道 流动控制 数值模拟 流动特性
  • 简介:建立了单陀螺惯导系统等效二自由度模型,讨论了陀螺抖动频率随基础结构固有特性变化规律,并利用数值试验方法研究了基础结构与机械抖动系统频率比、惯量比、基础结构阻尼比以及陀螺抖动系统阻尼比对陀螺抖动幅度影响规律。

  • 标签: 捷联惯导系统 抖动幅度 数值试验 机械抖动陀螺
  • 简介:建立了考虑测试基准倾斜时加速度计数学模型。用初始安装误差角辨识理论及算法,在定范围内消除或减弱了测试基准倾斜加速度计数学模型辨识精度影响。该方法可以降低测试设备地基和调平装置精度要求,降低其测试和标定成本,提高测试工作效率。

  • 标签: 测试基准倾斜 辨识 加速度计 数学模型
  • 简介:本文探讨了三轴转台机械系统设计与计算问题,以惯性三轴测试转台和三轴模拟台为例,确定了多种运转状态下有限元法计算模型,并其进行了静、动态特性计算,比较分析了计算结果,为合理结构设计提供了重要数据,说明了在三轴转台机械系统设计中有限元法重要

  • 标签: 三轴转台静、动态特性 有限元
  • 简介:腔长控制镜影响激光陀螺谐振腔光束形状、光强等参数,是制约激光陀螺精度提高重要因素之。减少激光陀螺腔长控制镜位移扭偏,提高腔长控制镜环境耐受,能够直接改善激光陀螺性能。通过研究激光陀螺腔长控制镜基本机理,分析了腔长控制镜单筋方案和双筋方案典型结构和特点,给出了提高反射镜抗扭偏能力设计方法,设计并实现了新型双筋腔长控制镜结构。改进腔长控制镜仅由3种零件、2种材料构成。经过仿真分析和试验验证,设计腔长控制镜可以有效抵抗反射面的歪斜扭偏,在-50℃~+70℃工作范围内,抗扭偏能力提高5~10倍,同时实现了低成本和高稳定性。

  • 标签: 激光陀螺 腔长控制镜 扭偏角 双筋结构
  • 简介:针对传统基于g信息粗对准捷联惯导系统中,受传感器噪声影响,存在效视运动无法提取和双向量共线缺点,提出了种基于改良Kalman滤波参数辨识粗对准方法。该方法通过构建视在重力在初始载体系中映射模型,利用改良Kalman滤波进行模型参数辨识,然后通过识别参数重新构建视在重力在初始载体系中映射,解决了由于传感器噪声导致有效视运动无法正常提取缺点。利用识别参数具有随估计次数增多得到优化特点,构造初始时刻和最终时刻向量,避免双向量共线问题。利用改良Kalman滤波算法自适应特点,优化参数识别精度与速度。转台实验表明,采用改良Kalman滤波方法航向对准精度为-0.0414°,标准差为0.041°,而传统RLS方法得到航向精度为-0.0738°,标准差为0.128°。由此可知,本文提出方法性能更优。

  • 标签: 捷联惯导系统 粗对准 改良Kalman滤波 参数辨识
  • 简介:从模式识别的角度分析了搜索模式下水下运载体重力匹配问题,利用模式识别神经网络实现重力匹配定位。在重力图匹配时,以惯性导航仪指示位置为中心规划真实位置网格点搜索范围,从参考重力图上提取相应系列重力数据,与对应网格点位置起定义成多个模式类,构造相应模式识别概率神经网络,运用该神经网络将实时重力测量数据识别到某个模式类,对比模式类定义确定载体位置。在实测重力图上对重力辅助惯性导航系统进行了计算机仿真研究。结果表明,在重力场特征显著区域该重力匹配算法能够有效减小厄特弗斯效应影响,其导航系统定位误差小于重力图网格,匹配率在80%以上,匹配效果优于相关匹配算法。

  • 标签: 组合导航系统 惯性导航 重力 厄特弗斯效应
  • 简介:不同进口条件下超燃冲压发动机燃烧室内氢气喷流超声速燃烧流动特性进行了数值模拟与分析.宽范围超燃冲压发动机是吸气式高超声速飞行器推进系统设计热点问题之,受实验设备硬件条件及实验技术限制,数值模拟技术仍然是超燃冲压发动机燃烧室内燃气燃烧特性及流场特性主要研究手段.采用基于混合网格技术多组元N-S方程有限体积方法求解器,在不同进口Maeh数及压强条件下,带楔板/凹腔结构燃烧室模型氢气喷流燃烧流场进行了数值模拟,对比分析了氢气喷流穿透深度、喷口前后回流区结构、掺混效率及燃烧效率等流场结构与典型流场参数变化特性及影响规律.研究成果可为宽范围超燃冲压发动机喷流燃烧流动特性分析提供参考.

  • 标签: 氢气横向喷流 超声速燃烧 超燃冲压发动机 流动特性 数值模拟