高精度惯性测量系统热应力分析与优化设计

针对高精度惯性测量系统内仪表结构正交性误差在使用过程中的不稳定性问题,重点开展了结构热应力分析与优化设计。通过构建系统结构热应力模型,并对关键性参数进行系统实测,得到更为精确的优化模型。用有限元分析软件ANSYS对其进行的仿真表明,计算出的结构变化特性与实测正交性误差变化量一致。对仿真结果的进一步分析表明,结构部件的材料线膨胀系数的差异导致仪表安装基面的热应力变形是影响惯性仪表正交性误差稳定性的主要原因。采用上述方法对某高精度惯性测量系统开展热应力分析与优化设计后,同等环境条件变化情况下,惯性仪表正交性误差变化量减少了一半(由10″减少至4.1″),有效减小了惯性仪表正交性误差受长期使用及环境变化的影响,提高了高精度惯性测量系统的综合性能。     

基于光谱角时序不变性的红外目标识别

为了识别空间目标与气球诱饵,提出了基于光谱角时序不变性的红外目标识别方法。通过分析证实了空间目标与气球诱饵在温度时变特性上存在差异。为了反映目标测量功率温度时变本质,消除传感器与目标距离以及等效投影面积的时变耦合对测量功率的影响,提出了利用时序光谱角作为光谱向量的时序变化量度。该量度能够刻画光谱曲线的时序变化,反演物体温度时变特性,可以作为温度时变特性不同的目标和诱饵之间聚类识别的有效判据。仿真结果表明：该方法能够有效识别空间目标与气球诱饵;通过融合时序光谱特征,为空间目标识别提供了一种新的机制。     

应用形状因子特征的高效星图识别

针对传统的三角形星图识别算法存在冗余匹配多、抗噪声性能差的问题,提出了一种应用形状因子特征的高效星图识别算法。该算法在传统的三角形算法基础上,引入了形状因子特征参数和方向信息,并择优选择视场内4颗观测星,组成一对观测三角形,进行星点匹配识别。与传统的三角形算法相比,该算法增加了星图识别时图像的特征信息量,降低了匹配时的冗余度,具有导航特征库存储空间小、识别速度快等优点。实验表明,在星点位置噪声标准偏差为2个像素、星等噪声标准偏差为0.7星等的仿真条件下,该算法的识别率均在99%以上;通过地面实验的实物验证,在300 MHz的FT-C6713的DSP硬件平台上,全天自主识别的平均运行时间约为47 ms,具有明显的优势。     

近距离LED光通信直视信道模型研究

利用高斯拟合函数确定了小发散角LED的类高斯发光模式,并根据光辐射特性和发光模式建立了LED直视信道模型.实际测量了服从朗伯、类高斯发光模式的多种多波段LED的接收光功率与信道参数的关系.实验结果表明,接收光功率的实测值与信道直流增益计算的理论值的平均相对误差小于±6%,该结果验证了本文提出的直视信道模型的正确性.     

声辐射阻测量系统设计及测量精度影响因素分析*

在噪声控制领域,声辐射阻是一个重要的声学变量,在产品的设计阶段,可以通过改变结构表面形状来改变结构的声辐射阻抗,从而达到降噪的目的。本文基于集中参数模型,设计了测量设备,搭建了实验测量系统,并通过对无限大障板上圆形活塞声源的声辐射阻的测量对影响实验测量结果的因素进行了研究,之后对消音器入口处辐射阻进行了测量。测量结果表明:该实验测量系统具有操作简单,测量方便快捷,测量结果精度高等特点,可用于确定结构表面声辐射阻矩阵。     

加速度计I/F变换电路数字补偿方法

石英挠性加速度计的输出I/F变换电路存在分辨率与线性度互为矛盾的现象,也是目前困扰国内惯导产品精度提升的普遍问题。文中通过对现有I/F变换电路的电路原理、影响输出分辨率和线性度的主要原因、电路中元器件的参数特性等进行了详细分析,提出了一种全新的数字补偿算法,可以在不改变现有硬件的基础上,用软件实现线性度的算法补偿,并给出了完整的数字补偿计算公式和各参数的获取方法。经过惯导产品的试验验证,该算法可以使I/F变换电路的线性度提高一个数量级。I/F变换电路数字补偿算法不仅有效解决了电路分辨率与线性度互为矛盾的问题,且易于实现,同时还可以大大简化生产中繁琐的硬件调试过程,具有较高的工程应用价值。     

c-BN对于SPS烧结Si3N4/BN复相陶瓷结构和性能的影响

本研究通过引入立方氮化硼(c-BN),采用放电等离子烧结(SPS)制备Si3N4/BN复合材料,研究了c-BN在高温下的相变对Si3N4/BN复合材料烧结、结构和力学性能的影响.结果 表明:在高温下c-BN发生物相转变原位生成的h-BN能够均匀分散在Si3N4基体中,对于Si3N4/BN复合材料的烧结有明显的促进作用,同时对于Si3N4物相转变和晶粒生长的抑制作用小于直接引入到基体中的h-BN.对材料力学性能的分析显示:相较于直接引入h-BN,添加c-BN的复合材料硬度有轻微地下降,而抗弯强度和断裂韧性同时有了明显地提升.     

基于多项式拟合的抗干扰惯性系对准算法

针对包含阵风、发动机振动、人员上下车等环境下进行惯性系对准时因惯性器件偏差及外界扰动带来的比力干扰导致离散化解算对准精度差的问题,在对惯性系对准过程中的参考矢量进行了详细推导分析的基础上,提出将多项式拟合应用到惯性系对准中。该算法对整个对准过程中的视速度进行多项式拟合,利用拟合后的视速度代替容易受扰动引起跳变的单周期输出。仿真及测试结果表明,相比于不进行拟合的传统方案,该方案能明显提升对准精度,方位对准精度提高了7倍以上,能方便地进行工程应用,且工程应用效果好。