北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室, 北京 100000
针对高旋弹用MEMS-IMU在传统标定方法中不能全面激活误差, 且存在标定流程复杂、标定效率低的问题, 设计一种高旋弹用MEMS-IMU自动标定系统和方法。首先分析了高旋弹用MEMS-IMU输出特性, 构建误差模型, 设计十二位十八速的标定方案, 并优化转台转动方案。通过自动标定系统, 实现高旋弹用MEMS-IMU的自动标定。实验结果表明, 该方法能实现对高旋弹用MEMS-IMU的自动标定, MEMS陀螺仪滚转、俯仰和偏航轴精度较传统方法分别提升98%,72%,73%以上; MEMS加速度计三轴精度分别提升53%,47%,7%, 同时整个标定流程时间大幅减少, 提高了标定效率。
高转速环境 自动标定系统 high-speed rotation environment MEMS-IMU MEMS-IMU automatic calibration system
1 北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室, 北京 100000
2 现代测控技术教育部重点实验室, 北京 100000
针对基于惯性测量单元(IMU)的姿态解算算法噪声大、精度低且无法准确解算偏航方向上姿态角变化的问题, 提出一种基于共轭梯度算法的MARG传感器系统姿态解算方法。使用加速度计和磁强计测量姿态误差, 通过共轭梯度算法对陀螺仪姿态四元数进行补偿和修正, 对数据加权融合求解得到飞行器姿态四元数。利用三轴转台对算法稳定性和准确性进行验证, 结果表明, 该算法能够有效抑制测量噪声, 提高姿态角解算的精度。
姿态解算 共轭梯度 四元数 attitude calculation MARG MARG conjugate gradient quaternion
1 北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室，北京 100192
2 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室，北京 100192
近年来，脉冲激光飞行时间测距（TOFR）是激光测距领域的研究热点，在工业精密测量、机器人自主运动、无人飞行器控制等领域应用广泛。由于背景噪声、测量电路电学环境、回波脉冲上升时间等因素的影响，脉冲激光飞行时间测量通常存在一定的误差，从而引起测距精度降低的问题。首先介绍了脉冲激光TOFR技术的基本原理，分析了脉冲激光TOFR过程中飞行时间测量误差的形成原因并对误差进行分类。梳理了飞行时间测量误差的各类误差补偿方法及相关最新研究成果，最后总结了现阶段脉冲激光TOFR误差补偿面临的挑战。
激光光学 脉冲激光 测距原理 误差分类 误差补偿 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2300001
1 高动态导航技术北京市重点实验室，北京 100192
2 现代测控技术教育部重点实验室，北京 100192
3 北京信息科技大学,a.自动化学院，北京 100192
4 北京信息科技大学,b.信息与通信工程学院，北京 100101
针对导弹拦截机动目标有限时间约束问题，在末端制导阶段，考虑自动驾驶仪动态延迟特性建立弹目拦截系统数学模型，对于传统终端滑模导引律存在的奇异问题导致的导弹制导稳定性差等问题，提出了基于改进的扩张状态观测器的新型非奇异终端滑模导引律。该方法能够确保视线(LOS)角速率在有限时间内收敛到零，且在平衡点处快速收敛; 为了避免传统的扩张状态观测器(ESO)导致的曲线非光滑情况，通过改进扩张状态观测器准确估计外部扰动，并对系统进行状态补偿。设计地空导弹模型进行仿真验证，结果表明，该方法不但缩短了系统收敛时间，还提高了地空导弹制导精度。
非奇异终端滑模 扩张状态观测器 自动驾驶仪 导引律 non-singular terminal sliding mode extended state observer autopilot guidance law
