Polarization and fundamental sensitivity of ~(39)K(~(133)Cs)-~(85)Rb-~(21)Ne co-magnetometers

The hybrid optical pumping spin exchange relaxation free(HOPSERF)atomic co-magnetometers make ultrahigh sensitivity measurement of inertia achievable.The wall relaxation rate has a big effect on the polarization and fundamental sensitivity for the co-magnetometer,but it is often neglected in the experiments.However,there is almost no work about the systematic analysis of the influence factors on the polarization and the fundamental sensitivity of the HOPSERF co-magnetometers.Here we systematically study the polarization and the fundamental sensitivity of 39K-85Rb-21Ne and 133Cs-85Rb-21Ne HOPSERF co-magnetometers with low polarization limit and the wall relaxation rate.The 21Ne number density,the power density and wavelength of pump beam will affect the polarization greatly by affecting the pumping rate of the pump beam.We obtain a general formula on the fundamental sensitivity of the HOPSERF co-magnetometers due to shot-noise and the fundamental sensitivity changes with multiple systemic parameters,where the suitable number density of buffer gas and quench gas make the fundamental sensitivity highest.The fundamental sensitivity 7.5355×10^-11 rad·s^-1·Hz^-1/2 of 133Cs-85Rb-21Ne co-magnetometer is higher than the ultimate theoretical sensitivity 2×10^-10 rad·s^-1·Hz^-1/2 of K-21Ne co-magnetometer.     

GPS/SINS系统空中对准姿态角误差可观测性研究

提出一种新的判断系统可观测性和可观测度的方法,详细分析了机体各种运动对系统姿态角误差可观测性和可观测度的影响,并把该方法应用于组合导航系统的可观测性和可观测度的研究中。该方法利用了误差状态的最小二乘估计均方误差阵的特征值和特征向量,能判断系统的可观测度,避免进行卡尔曼滤波计算求协方差阵。仿真结果表明该方法简单、快速、有效。     

一种改进的基于小波神经网络的SINS快速初始对准方法

捷联惯性导航系统静基座初始对准的可观测度低,采用卡尔曼滤波等最优滤波方法进行SINS初始对准时,方位失准角收敛慢且存在滤波器实时性较差的问题。对此提出了一种改进的基于小波神经网络的SINS静基座快速初始对准方法。该方法采用一个小波神经网络替代卡尔曼滤波器,利用该小波神经网络估计出两个水平失准角等SINS误差,然后利用两水平失准角快速收敛的估计结果,通过另一个小波神经网络对方位失准角直接进行快速估计。初始对准试验结果表明,该方法在保证对准精度的情况下大幅度地提高了SINS静基座初始对准的速度,同时也大大提高了系统状态估值运算的实时性。     

控制力矩陀螺用主动电磁轴承数字控制系统设计与实现

讨论了以TMS320VC33为核心的数字控制系统硬件结构。针对磁悬浮控制力矩陀螺转子的大惯量、小跨距、扁平转子和高速旋转时的陀螺效应，采用积分分离和不完全微分PID加交叉反馈控制策略。实验证明，该系统能够有效地抑制高速转子的陀螺效应，达到控制力矩陀螺电磁轴承高速稳定运行的要求。     

软件锁相环在惯性动量轮转速控制中的应用研究

研究了基于DSP和软件锁相环算法的惯性动量轮用高速(最高转速30000r／min)高精度转速控制系统。首先分析了组成软件锁相环的三个环节，设计了软件锁相环算法；然后与高精度反电势换相模块ML4425相结合，设计并实现了一种高精度无刷直流电机数字控制系统。该系统能在任意转速下进行稳速控制，且当转速高于3000r／min时，能实现1％％的转速控制精度。     

光纤捷联惯性测量单元设计与实现

提出了一种捷联式惯性测量单元的设计与实现方法。该系统以开环光纤陀螺和硅微加速度计作为惯性敏感元件，采用高速DSP作为中央处理器实现数据采集、处理及输出。重点介绍了系统的数据采集模块、处理模块、通讯模块等硬件电路及相应软件的设计。系统通过转台实验进行了离线标定及在线补偿，测试结果表明：系统在功能、精度以及实时性等方面达到了预期的设计目标。     

控制力矩陀螺用高性能永磁无刷直流电机研究

无刷直流电动机作为控制力矩陀螺驱动电机，要求具有10倍的最大功率倍数，这给电机的设计带来很大难度。该提出的绕组换接运行，在满足控制力矩陀螺驱动要求的前提下，不但可以使电机最大功率倍数，从而使系统逆变器容量降低，同时可以大大降低系统的损耗，提高系统的运行效率。通过理论分析和样机试验证明了绕组换接的有效性。     

浅析混凝土裂缝产生的原因及早期防治方法

混凝土的裂缝较为普遍,在建筑工程中混凝土裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。具体落实到施工上还是应早期防治为主。     

基于MSCMG大型遥感卫星高精度姿态控制方法

针对大力矩飞轮前馈和闭环反馈补偿复杂、对精度影响敏感性大的问题,提出了基于磁浮控制力矩陀螺闭环补偿的大型遥感卫星高精度姿态控制方法。该方法采用磁悬浮力矩陀螺为控制执行机构,通过变结构反馈补偿控制律设计,建立新的运动补偿控制系统,减小相机和卫星本体耦合效应。基于磁浮力矩陀螺力矩大、反向激励扰动小、精度高的特性,将其应用于对地遥感成像相机运动补偿控制系统中,仿真结果表明,与飞轮前馈补偿相比,姿态稳定度提高了一个数量级,有效提高空间大惯量卫星姿态控制的稳定度,提升相机对地成像质量;研究结果可为甚高精度卫星姿态控制与载荷运动补偿提供参考。