1 北京信息科技大学自动化学院, 北京 100000
2 高动态导航技术北京市重点实验室, 北京 100000
3 现代测控技术教育部重点实验室, 北京 100000)
4 北京德维创盈科技有限公司, 北京 100000
针对惯性器件误差建模方法影响其误差补偿准确性进而影响导航系统精度的问题, 提出一种基于器件噪声统计特征还原的惯性器件误差建模方法。首先, 通过功率谱密度建模还原器件高频噪声误差; 其次, 根据低频噪声统计特征用对应的性能计算方法还原低频噪声误差, 既避免功率谱密度建模方法对器件低频噪声表征能力弱的问题, 又避免机器学习方法中前期工作量和计算量大的问题。与已有误差建模方法的对比实验表明: 器件数学模型的输出与其真实器件输出之间误差相比下降了一个数量级; 在行人导航应用中具有更高的器件误差补偿准确度, 补偿后导航位置误差降低了35.261%, 航向角误差降低了31.198%, 有效提升了行人导航系统精度。
惯性器件 噪声统计特征 误差建模 行人导航 器件误差补偿 inertial devices noise statistical characteristics error modeling pedestrian navigation device error compensation
1 安徽理工大学 机械工程学院,安徽淮南23200
2 安徽理工大学 安徽省矿山智能装备与技术重点实验室,安徽淮南3001
为研究面向不同测量对象且具有普适性的数控机床在机测量系统最佳测量区确定方法,选择球作为测量对象,分析了在机测量系统的工作原理及误差来源,利用BAS-BP神经网络建立了单项几何误差白化模型,同时建立了测量系统综合误差模型和球测量误差模型。研究了用于确定最佳测量区搜索寻优的差分优化布谷鸟(DE-CS)算法,进行了不同算法搜索性能对比,确定了算法最优性能参数。搭建了确定球最佳测量区的实验装置,进行了相应实验,对比了利用算法确定和实际测量得到的最佳测量位置的一致性。实验结果表明,利用上述方法搜索计算确定的面向球最佳测量区位置与实验测量确定的最佳测量区位置一致,最佳测量区为:
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和
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,实测最大误差最小值为3.1 μm,算法求解的误差也为整个测量空间的最小值0.710 7 μm,且可用于面向点、面等其他测量对象的最佳测量区确定,具有普适性,可用于确定在机测量系统的最佳测量区。
在机测量系统 误差建模 DE-CS算法 最佳测量区 普适性 in-machine measurement system error modeling DE-CS algorithm optimum measurement area universal applicability
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220282
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210715
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210784
光学 精密工程
2022, 30(12): 1462
火箭军工程大学 导航制导与仿真实验室, 陕西 西安 710025
针对微机电系统(MEMS)陀螺仪数据误差建模不精确或无法给出模型的情况,提出了误差反馈(BP)神经网络辅助卡尔曼滤波对陀螺仪数据进行降噪处理的方法。分析卡尔曼滤波器的系统噪声方差Q矩阵可知,当模型不精确时可通过Q补偿。基于BP神经网络优化Q值原理,首先把采集到的MEMS陀螺仪数据输入卡尔曼滤波器得到Q;再把新息、滤波增益、量测噪声方差输入神经网络,把Q作为神经网络的输出,神经网络优化系统噪声协方差矩阵得到Q*;最后将Q*作为卡尔曼滤波算法系统噪声方差矩阵。实验结果表明,在建模不精确的情况下该方法也能有效提高陀螺仪的精度。
微机电系统(MEMS)陀螺仪 数据处理 误差建模 卡尔曼滤波 BP神经网络 micro electro mechanical system(MEMS) gyroscope data processing error modeling Kalman filter BP neural network
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
为了更好地对大口径光学系统进行误差分析、分配, 本文在美国TMT主镜团队所提出的“标准化点源敏感性”的基础上, 研究了大口径合成孔径望远镜各项误差的特性及其分配。首先, 对“标准化点源敏感性”的基本性质进行了研究, 论述了其作为大口径合成孔径望远镜全频域评价指标的优越性; 之后, 分析了不同误差源对合成孔径望远镜“标准化点源敏感性”的影响, 以及在不同评价尺度下对应的标准化点源敏感性; 最后, 利用标准化点源敏感性与斜率均方根之间的关系, 针对合成孔径望远镜子镜间相对位置误差存在封闭性的特点, 提出了基于“Brownian Bridge”过程与“标准化点源敏感性”的误差模型。本文的工作对于类似的大口径系统设计与检测也有着一定指导意义。
合成孔径 大口径望远镜 误差建模 标准化点源敏感性 synthetic aperture large telescope error modeling normalized point source sensitivity