一、炮控系统陀螺随机漂移的建模分析（论文文献综述）
李润濠[1]（2021）在《基于机器学习的炮控系统故障预测与健康管理方法研究》文中研究表明如今,各个国家对自己的国防力量关注度不断提高。随着各种技术力量的日益发展,控制坦克发挥其最大效能的火控系统,其控制方式逐渐多样、内部结构也越发复杂。火控系统中的炮控系统是装甲车辆武器装备中作为火力打击核心部件不可缺少的一部分,它对稳定火炮、炮塔以及瞄准镜起到关键作用,若是可以对其提前进行评估、诊断或预测处理,便可以极大程度的保障装甲车辆在战场上的生存能力及攻击效率,具有极高的研究价值。本文针对炮控分系统的故障预测与健康管理关键方法开展技术研究,完成的主要工作包括如下几个方面:一、建立了一种基于相关向量机的炮控分系统状态评估模型。炮控分系统的数据参数种类繁多,为了避免在使用模型处理的过程中出现高维度灾难性问题,采用灰关联的属性约简方法剔除冗余属性。相关向量机核参数直接影响着模型的处理结果,人为赋值太具主观性,因此采用模拟退火天牛须优化的多分类相关向量机,以此模型进行评估工作,以此提高评估准确率。二、针对数据中可能存在缺失的情况,建立了一种数据填补的相关向量机的炮控分系统故障诊断模型。首先利用模拟退火天牛须优化的相关向量机进行缺失数据的参数预测,借助预测得到的单一因素和相关因素预测值进行组合,转换为最终预测值,使用最终预测值补齐数据集,通过与评估模型相似的多分类相关向量机模型作为故障诊断模型,可以实现多故障的识别,能够获得较精确的诊断结果。三、建立了一种基于相关向量机的炮控分系统故障预测模型。针对信号值中存在系统发展规律不明显的问题,采用灰色数据生成的方法来增强数据间的关联性。通过模拟退火粒子群优化改进核函数的相关向量机预测模型进行属性参数的变化趋势预测,并计算更新后的数据集与初始数据集之间是否具备相关性,从而决定是否更新趋势预测模型。借助预测的参数值重构样本集,继而进行故障诊断操作,从而达到故障预测的效果。以炮控分系统的炮控箱与陀螺仪组两个核心部件作为研究对象,借助传感器获取的历史数据集,对本文提出的炮控分系统状态评估、故障诊断及故障预测模型进行了验证。经过各个实验证明,文中所提的状态评估方法可以替代以往主观性太强的方法,基于数据驱动的方式进行炮控箱的状态评估,具有较好的评估效果;所提的故障诊断方法解决了样本数据缺失条件下诊断过程较难的问题,提高了诊断的正确率。对提出的故障预测方法,先通过属性趋势预测各指标参数值,再借助诊断模型利用预测值实现故障预测的效果。文中所提的三种模型,在炮控分系统的子部件中均得以验证,给技术保障人员提供了支持,在维修保养方面大大减少了时间的浪费,在武器装备的PHM技术方面有继续研究的价值。
李猛钢[2]（2020）在《面向井下钻孔机器人应用的精确定位与地图构建技术研究》文中研究指明随着智能机器人、无人驾驶、人工智能等相关学科的快速发展,煤矿装备的智能化和机器人化,是继机械化、电气化、自动化变革之后新的发展趋势,将改变煤矿现有生产方式,为煤矿工业的发展带来生产力和安全性的巨大变革。作为煤矿机器人研发和应用之一的井下瓦斯防治钻孔机器人是一种可以实现井下工作面巷道瓦斯自动抽放、无需人工干预的,具备自主行走、自动钻进等功能的全自主钻孔作业机器人。然而,井下复杂场景下的精确定位和高精度地图构建作为支撑钻孔机器人实现自主行走的关键技术,目前尚未有行之有效的解决方案。煤矿井下环境复杂、工况恶劣、无GPS,地面常规使用的定位和建图技术无法直接在此环境中应用。井下现有定位技术如航迹推算定位、惯性导航定位、射频标签定位、视频监控等,无法满足钻孔机器人在井下各种复杂环境中的长期大范围定位,无法为机器人自主导航和自动钻孔作业提供精确位姿估计;现有基于激光扫描仪和全站仪等测量设备的井下测绘和地图构建方法效率低,不适合场景变化环境的三维地图构建和模型快速更新,无法为钻孔机器人提供精确而高效的先验地图。因此,本文根据钻孔机器人的实际需求,围绕精确定位和地图构建这两个关键技术问题开展研究,主要内容包括:针对钻孔机器人自主行走的实际需求,分析了钻孔机器人的工况环境,探讨了钻孔机器人实现自主导航需要具备的功能需求,对移动机器人定位和地图构建问题的本质进行研究;分析构建欧式空间和流形空间的三维运动描述、基于滤波与优化的状态估计求解方法,以及传感器观测模型的数学描述,为提出适合钻孔机器人应用的定位和建图方法奠定理论基础。针对井下尚无可以为移动机器人提供可靠定位服务的定位系统和定位定姿方法,提出基于EKF-UWB的井下伪GPS定位系统构建方法,以及最优锚节点部署策略;进一步通过融合定位系统提供的位置估计与IMU观测,设计了基于ESKF-Fusion的6自由度位姿估计方法。通过仿真和真实场景试验,证明提出的基于EKF-UWB的定位系统和基于ESKF-Fusion的位姿估计方法可以实现井下机器人长期作业的鲁棒而精确的定位,可以在线估计UWB与IMU的外参和IMU的零偏。为了解决井下常规非结构环境的高效定位和点云地图构建问题,提出一种基于激光的3D NDT-graph-SLAM方法。根据井下巷道环境特点,设计了基于激光里程计约束因子、平面特征约束因子、回环约束因子的位姿图优化方法,可以实现在线定位和建图功能。在公开的数据集和井下模拟巷道进行了试验,结果表明提出的方法可以实现地面和井下非结构化场景的实时高精度地图构建,可以满足机器人在井下非结构化环境的精确定位和高效地图构建。为实现井下颠簸路面和复杂场景的可靠定位和高精度地图构建,提出一种基于激光雷达和IMU紧耦合的多传感器融合方法—LI-SLAM。为应对机器人快速旋转、剧烈运动等工况,提出了利用IMU数据辅助雷达进行点云畸变校正,设计了雷达相对位姿因子、IMU预积分因子、边缘化先验因子和回环检测因子,基于因子图优化框架实现了紧耦合融合传感器信息的功能。在野外复杂地形场景进行的大量试验结果表明,提出的方法对于复杂地形、剧烈运动等工况有很强的适应性,可以满足野外以及井下颠簸路面和复杂场景下的精确定位和高精度先验地图构建。针对井下尚无可以实现包含绝对地理信息、克服场景退化问题的定位和地图构建方法,提出一种基于雷达、IMU和UWB融合的LIU-SLAM方法。利用LI-SLAM方法提供的紧耦合局部激光惯性里程计,进一步基于全局因子图优化与UWB定位系统提供的绝对位置和距离观测进行融合。地下车库的现场试验表明,提出的方法实现了UWB信号覆盖范围内局部区域和长距离大范围场景的精确定位,可以在线实现点云地图与地理坐标系的对齐,提高了激光定位和建图的精度和鲁棒性。为了验证本文提出算法的实用性和可行性,开发了钻孔机器人定位导航软硬件系统,并在煤矿救援机器人平台上开展了在模拟煤矿巷道内的试验验证。结果表明,基于EKF-UWB方法的UWB定位系统可以实现在定位系统内的静态绝对定位精度均值10 cm以内,满足钻孔机器人在局部区域作业的精确定位需求,并且可以通过移架或部署更多UWB节点拓展应用范围;ESKF-Fusion和LIU-SLAM方法均可以实现UWB定位系统内局部区域的机器人连续运动时的精确位姿估计,LIU-SLAM鲁棒性和精度更高,局部区域绝对定位精度均值25 cm以内;LIU-SLAM方法可以实现UWB信号覆盖的大范围场景下的高精地图构建,地图一致性和局部建模效果好,大场景绝对定位精度均值25 cm以内,可靠地实现了点云地图与地理坐标系的对齐,对于井下复杂和退化场景的鲁棒性最好。通过对UWB定位系统、基于UWB和IMU融合的ESKF-Fusion位姿估计方法、基于3D NDT-graph-SLAM高效定位和地图构建方法、基于LiDAR/IMU/紧耦合的LI-SLAM以及进一步融合UWB的LIU-SLAM精确定位和地图构建方法的研究,为钻孔机器人在井下不同环境的定位和地图构建提供了可行的解决方案,为下一步在钻孔机器人上实际应用奠定了研究基础和应用经验。该论文有图116幅,表34个,参考文献197篇。
吴刚[3]（2020）在《基于捷联惯导的采煤机运行姿态高精度感知理论与技术研究》文中认为智能化开采是我国煤炭工业发展的需求和必然方向,基于三维空间尺度的采煤机运行姿态是实现智能化开采的必需性基础信息。采煤机运行姿态的精确感知不仅能为探知、预测智能化工作面的生产状态提供途径,而且能为采煤机自主调高、记忆割煤等智能控制过程提供基础信息。已有工作初步实现了采煤机的定位定姿,但感知精度尚还欠缺,实时精确的采煤机运行姿态信息缺失长期阻碍了国内外综采工作面智能化发展。本文即针对此问题,引入捷联惯导技术,结合实验测试、误差补偿算法优化及单轴旋转调制等方法,以采煤机“惯性测量组件误差补偿——系统误差补偿算法——单轴旋转调制”为研究主线,围绕惯性导航应用于采煤机运行姿态高精度感知时的元件级、系统级与捷联惯导级三个层面进行深入研究,以期提高采煤机运行姿态的感知精度,为综采工作面的生产状态预测及采煤机智能化控制提供理论基础与技术参考。本文从捷联惯导基本原理出发,构建了采煤机运行姿态的实时解算算法,建立了能够求解SINS系统状态最优估计卡尔曼滤波方程组。针对捷联惯导系统长航时的积累误差难以得到有效修正的缺陷,明确了捷联惯导系统主要误差项包括:惯性敏感器误差、初始对准误差及安装误差,并对主要误差项进行了逐一补偿。针对采煤机的强振动坏境对捷联惯导系统精度的影响,建立了采煤机振动力学模型,仿真获取了采煤机整机的振动响应特征,有效抑制了采煤机振动引起的圆锥误差与划船误差。在无法进一步提升惯性敏感器精度的条件下,提出了旋转调制误差自补偿技术,建立了实际转位机构的旋转模型,揭示了不同单轴旋转调制方案误差传播特性。基于不同单轴旋转调制方案的仿真结果,优选了最佳的旋转调制方案,推导了四位置转停时间与转位机构角加速度和调制角速度有关的表达式,理论证明了该方案可以完全消除陀螺仪零偏漂移的影响。设计了单轴旋转误差调制实验方案,研究设定了最佳的旋转调制参数,验证了单轴旋转调制能够有效提高惯导系统的姿态感知精度。研究了采煤机运行姿态感知的现场应用情况,误差补偿后的定位误差为补偿前的17%,航向角误差为补偿前的75%,采煤机运行姿态感知精度得到了显着提高。本文提供了较为全面的提高井下采煤机运行姿态感知精度的理论与方法,不仅有助于充实综采工作面智能化感知的研究成果,而且可为综采工作面的生产状态预测及井下开采设备智能化控制提供理论参考与技术借鉴,最终为综采工作面智能化的发展做出贡献。该论文有图115幅,表15个,参考文献128篇。
李利亮[4]（2020）在《航天器姿态确定系统的故障诊断方法研究》文中研究表明姿态确定系统提供航天器当前的姿态信息,是姿态控制的前提。星敏感器和陀螺作为航天器主要的姿态敏感器,在轨发生故障的概率均较高,发生故障后若不能及时诊断并隔离,则错误的姿态信息将被引入到系统闭环控制中,可能使得载荷不能正常工作,甚至导致航天器损毁。在工程应用中,受制于星载计算机的性能,算法的运算复杂性和运算时间均受到严格限制,因此研究诊断准确性高且易于星上实现的故障诊断方法具有重要意义。在此背景下,本文从工程实用的角度研究了航天器姿态确定系统的故障诊断方法,论文的主要工作与成果如下:研究了航天器姿态确定系统建模与分析。针对航天器在轨无法获取真实姿态导致星敏感器难以从测量值中分解出各误差项的问题,提出了一种基于星敏感器在轨测量值的误差分解与特性分析的方法;之后根据实测数据验证了误差分析方法的合理性;最后建立了包含在轨常见故障形式的星敏感器和陀螺模型。研究了基于奉献滤波器的姿态敏感器故障诊断方法。针对单一基于硬件冗余的故障诊断方法若想实现故障分离需要较多硬件资源的问题,研究了将硬件冗余与解析冗余相结合的故障诊断方法,提出了一种基于奉献观测器与加性扩展卡尔曼滤波结合的姿态敏感器故障诊断方法。该方法以偏差四元数的矢量部分为残差并基于3-σ阈值评价原则实现了对姿态敏感器的故障检测与分离。该方法可以快速准确地识别出陀螺间歇故障、缓变故障以及星敏感器的间歇故障、恒值故障。研究了基于简化滤波器的姿态敏感器故障诊断方法。针对航天器星载计算机性能以及星载软件运行时间约束的问题,分别从卡尔曼滤波算法、增益矩阵的求解、故障检测与分离方法三个方面对基于奉献滤波器的故障诊断方法进行了优化设计。首先,将星敏感器和陀螺组合定姿的数学模型由加性卡尔曼滤波算法优化为一种无须重置状态预测值的乘性卡尔曼滤波算法,在滤波性能满足要求的前提下有效降低了卡尔曼滤波算法的运算量;之后,通过将卡尔曼滤波算法中量测噪声方差阵视为独立的标量序贯执行增益的计算,避免了矩阵求逆的过程,在收敛时间及稳定后误差完全一致的情况下使量测更新的运算量降低了1/3;最后,基于简化滤波器思想设计了仅用一个滤波器的故障检测与分离方法,运算量仅为基于奉献滤波器故障诊断方法的1/4左右且可诊断集一致。研究了综合应用模型与数据的姿态确定系统故障诊断。针对多重故障下基于卡尔曼滤波算法的故障诊断在检测出故障后无法实现定位和分离的问题,提出了一种模型方法为主,经验模态分解方法为辅的综合故障诊断方法,实现了模型与数据诊断方法的结合。同时,为了提升经验模态分解算法在工程应用中的可行性,在性能满足要求的前提下对常规算法进行了相应简化。研究了基于半物理仿真平台的故障模拟与诊断验证。为了验证本文所提故障诊断方法是否具有工程实用价值,开展了基于真实星载计算机硬件在环的航天器控制系统半物理仿真试验,主要工作包括:按照工程技术要求生成了星敏感器和陀螺都有可能发生故障且有可能同时发生故障的航天器姿态确定系统故障模拟与注入模块;之后根据系统方案编写了基于Ada语言的星载软件代码。试验结果表明,本文所设计的航天器姿态确定系统的故障诊断方法可运行于星载计算机,故障诊断结果准确,具备工程实施的可行性。
祝洋[5]（2020）在《基于多源干扰估计器的鲁棒飞行控制技术研究与应用》文中研究指明在复杂多变的飞行条件下,飞行器不可避免地受到输入干扰、模型不确定性、测量误差等因素的影响,这些因素统称为多源干扰。为了保证飞行器的飞行品质和飞行安全,在控制设计阶段必须系统地考虑多源干扰的主动抑制问题。然而,经典控制理论表明,同时抑制多源干扰往往需要做精细的折中,这样的设计过程复杂且极具挑战性。本文针对多源受扰系统的鲁棒轨迹跟踪问题,在标称跟踪控制器的基础上,提出统一的基于干扰估计器的鲁棒控制框架,将针对不同干扰的补偿机制进行结构整合,实现测控系统的多源干扰抑制,并在几种飞行器平台上进行应用与验证。本文创新点总结如下:针对无速率测量系统的鲁棒跟踪问题,提出了两种基于不确定性和干扰估计器（UDE）的输入干扰补偿方法。第一种方法中推导了UDE滤波器在无速率测量条件下的可行相对阶,保证UDE在可物理实现的前提下实现干扰的估计与补偿,并通过passivity技术注入阻尼,替代标称跟踪控制器中不可获得的速率反馈项,实现速率跟踪。第二种方法中提出了一种伦伯格状态观测器（LSO）和UDE的双向耦合结构,LSO为UDE提供速率估计,解决无速率测量问题,而UDE为LSO提供干扰估计,消除干扰对LSO性能的影响。在3-DOF直升机平台上的实验结果表明,提出的两种控制方法都能实现对集总干扰的估计与补偿以及对参考信号的高精度跟踪。针对传感器测量性能受限系统的鲁棒跟踪问题,首先,提出了一种基于测控系统模型的测量误差估计器（MEE）。相比于经典的滤波方法,MEE最大化地利用了传感器、控制器和被控对象的模型以及控制系统实时的输入输出信息,实现对测量误差的在线精准估计,并在控制系统中进行动态补偿。其次,通过引入预滤波器对测量信号进行预处理,可以降低MEE的带宽要求,从而降低MEE对模型不确定性的敏感程度。进一步针对复杂的传感器模型,提出了一个传感器动态时滞补偿器（SLC）,利用测控系统模型重构动态时滞误差并在闭环系统中对其进行实时补偿。在2-DOF直升机平台上的仿真实验结果展示了MEE相比于卡尔曼滤波器的性能优势。针对存在多源干扰的一类二阶系统的鲁棒跟踪问题,提出了一个多源干扰估计框架。该框架利用部分准确的控制系统模型信息和部分准确的状态测量来构建MEE和UDE,以分别在控制系统中估计和补偿多源干扰。此外,通过在多源干扰估计框架中引入奇异摄动参数ε,可以实现两个估计器估计带宽的协同调参,并利用奇异摄动理论证明了减小ε可以提高多源干扰抑制性能和闭环系统稳定性。在2-DOF直升机平台和四旋翼飞行器上的仿真实验结果表明,提出的基于MEE+UDE的多源干扰补偿方法相比于经典的鲁棒控制方案在瞬态控制、稳态控制和调参简易性等层面具有更优的性能。针对存在测量误差条件下的固定翼飞机航迹倾角鲁棒同步跟踪问题,研究本文提出的方法在飞行器编队控制中的推广应用。考虑固定翼飞机航迹倾角动态模型中的非最小相位特性,通过将基于MEE的测量误差补偿方法与经典的分布式观测技术以及非最小相位系统控制技术进行融合,提出了一种基于三模块的分布式鲁棒控制方案。该方案的特点是各个模块在结构和功能上实现解耦,使得在不影响其他功能模块的情况下,可以根据实际需求对其中任意模块进行改进或重新设计。对F-16战斗机编队的仿真结果表明,提出的控制方法可以实现时变航迹倾角参考信号的鲁棒同步跟踪。
刘玉生[6]（2020）在《车载平台下的无依托瞄准关键技术研究》文中进行了进一步梳理车载导弹初始发射阶段方位测量对于提高命中精度具有重要意义。然而,由于载车整体结构设计、设备展开流程、人员操作水平等因素,使得现有瞄准设备及其牵连机构结构复杂,展开时间较长。对于现有以无依托方式完成初始方位瞄准的测量设备进行设计优化、提升适应性、自动化及机动水平,是当前靶场装备升级努力的方向。本文以车载固连平台下的无依托光电瞄准设备应用为背景,基于自准直测量、陀螺寻北原理,针对车载条件下的自准直仪数据处理、寻北仪数据处理等关键技术开展研究,建立了姿态补偿模型,完成了系统、单机的误差分析,开展了无依托瞄准仿真分析和实验验证,论文的主要研究工作和成果如下:（1）提出并建立了车载条件下无依托瞄准姿态补偿模型。针对倾斜条件下无依托瞄准要求,通过三维分析的方法,将车载条件及主要误差纳入统一的模型中进行分析和仿真,通过坐标变换建立车体姿态倾斜状态下目标棱镜、自准直仪、寻北仪方向向量真值,将真值提供给补偿模型进行解算,在解算过程中代入设备单元误差,得到测量估值,从理论上验证了3°倾斜范围内无依托瞄准设备与载车固连方式下保精度测量的可行性;（2）建立了自准直仪数据处理及解算的数学模型,提出了自准直图像基于振动主频同步采样的方法。根据振动条件下自准直光斑图像漂移特性,利用加速度计输出的原始模拟信号,通过滤波、整形提取振动主频分量,并转变为与载车振动同步的数字逻辑,触发相机在振动平衡位置进行光斑采样,辅以对成像积分时间的适应性设置,以较低的帧频获取平衡位置清晰的光斑图像用于计算,减小了系统开销,减弱了平台振动对自准直仪数据漂移的影响。对自准直仪测量模型进行了仿真分析,完成了精度实验,实现了车载条件下光测角的保精度测量,测量标准差为2.6"（1σ）;（3）建立了寻北仪数据处理及解算的数学模型,提出了陀螺和加速度计基于振动主频均值滤波的方法。在陀螺、加速度计原始采样信号漂移的时频特性分析的基础上,利用与载车振动同步的数字逻辑信号,对原始陀螺、加速度计原始采样数字信号进行周期均值处理,消除了振动引起的加速度计、陀螺信号大幅度漂移的现象,以稳定的数值作为北向角和倾斜角解算的输入。通过球面分析的方法,提出了倾斜状态下陀螺和转角的姿态补偿方法,对于寻北仪测量模型进行了仿真分析,完成了寻北仪北向角度测量实验,实现了车载条件下寻北仪的保精度测量,测量标准差为33"（1σ）;（4）提出了车载无依托瞄准系统改进设计方案,开展了自准直仪、寻北仪的系统结构的适应性设计,完成了瞄准设备样机的集成与调试,搭建了无依托瞄准系统实验,并进行了实验验证,系统样机对目标棱镜的方位测量精度为37"（1σ）。车载无依托瞄准系统决定了机动弹道导弹发射初始定向精度,直接影响打击精度,有着重要战略意义。本文针对车载平台无依托瞄准涉及的主要关键技术:自准直数据处理、寻北仪数据处理以及二者集成情况下的姿态补偿模型进行了分析、建模和仿真,为车载平台下无依托瞄准设备的保精度测量奠定了基础,并完成了样机的设计制作,为后续发射系统的升级换代奠定了工程基础。
孟月月[7]（2020）在《基于Copula理论的列车定位惯性单元寿命预测与维修决策研究》文中指出高速铁路是现代公共交通的“主心骨”,以高速度、高运能等优点成为群众出行的主要交通方式。列车运行控制系统是保障列车安全、高速行驶的重要设备。其中,列车定位单元是为列车运行控制系统提供速度、位置信息的关键设备。目前,随着“下一代列控系统”的推进,及卫星导航和惯性导航组合定位技术的快速成长,基于GNSS和惯性系统的组合定位逐渐成为列车定位领域的热门技术。然而,由于卫星信号不稳定、易受干扰,为保障列车定位信息的精确度和系统运行的可靠性,针对惯性设备开展基于性能状态的寿命预测和健康管理（Prognostics and Health Management,PHM）具有重要意义。本文充分考虑高速列车应用背景和惯性设备高集成、长寿命等特点,基于实验室列车定位惯性单元的性能退化监测数据,从性能评价指标体系构建、性能退化建模、剩余有效寿命（Remaining Useful Life,RUL）预测及视情维修优化决策四个方面开展惯性单元的PHM研究,论文主要研究内容如下:（1）根据惯性单元组成结构与性能评价准则,采用惯性传感器的随机误差指标表征设备性能状态;基于Allan方差法对惯性单元的漂移数据进行误差辨识,并依据性能指标选取原则和目标设备的性能监测数据,构建了包含陀螺仪和加速度计的随机游走系数的性能评价指标体系,为后期研究提供数据基础。（2）针对惯性单元性能退化建模和RUL预测问题,提出了基于Copula理论和非线性漂移Wiener过程的RUL自适应预测方法。利用非线性漂移Wiener过程建立了陀螺仪、加速度计的性能退化模型和RUL边缘分布;基于Copula函数建立了二元性能参量RUL的联合PDF,并分别采用STF和EM联合算法、MLE算法对性能退化模型参数和Copula函数参数分步估计,实现RUL的自适应预测。（3）基于更新-报酬理论和惯性单元RUL的预测分布,构建了惯性单元动态更新的视情维修优化策略模型,采用改进的自适应遗传算法进行最优替换时机求解,为惯性单元的健康管理提供了科学、合理的预测性维修决策。本文采用实验室列车定位惯性单元的性能退化监测数据进行仿真验证,结果表明:基于Copula函数的二元性能参量的RUL预测结果,其RUL的PDF曲线具有较小的方差、期望值较小且失效前多个监测点的MRE的期望较基于陀螺仪的减小了3.27%,证明了本文提出的RUL预测方法可以有效减小预测的不确定性、提高预测精度。针对列车定位惯性单元的维修策略模型,在二元性能参量和陀螺仪性能参量条件下均获得了在设备失效前的最优替换决策,但基于陀螺仪的决策滞后于二元性能参量的决策1.68小时,会增大系统运行风险,证明了基于二元性能参量的优化决策更加的可靠、有效。图52幅,表20个,参考文献93篇。
陈宇[8]（2019）在《坦克行进间发射动力学分析及优化研究》文中进行了进一步梳理现代战争形式的逐渐改变使得新一代坦克的射击精度、炮口动能、机动能力和使用条件均发生了较大的变化。随着弹丸穿甲威力的提高,发射载荷、炮口动能和炮口动量均显着增大,火炮的振动特性更加凸显;另外为了适应高机动性的要求,减轻坦克重量并提高坦克的行驶速度,尤其是行进间射击时的行驶速度使得路面对坦克的激励急剧增大。这些都使坦克及火炮的非线性动力学规律越趋复杂,加剧了坦克机动性与行进间射击精度的矛盾。现有的设计理论和方法已难以破解这种矛盾,迫切需要开展高机动条件下坦克行进间射击的非线性动力学响应规律及总体性能优化研究。本文以此为背景,以提高坦克行进间射击精度为目标,基于多体系统动力学、有限元方法、智能控制方法、接触碰撞理论及现代优化算法等对坦克行进间射击机电液耦合动力学建模方法、高速机动条件下非线性因素影响规律及综合行驶工况条件下的坦克炮结构优化等进行了系统深入的研究。分析了某坦克多体系统的拓扑结构,基于一定简化和假设,结合射击时的实际受力和运动情况,建立了某坦克行进间射击多体系统动力学模型。利用有限元柔性体技术描述身管的弹性变形;分别通过非线性弹簧阻尼模型和间隙旋转铰模型表征身管与前后衬瓦间及耳轴与轴承间的接触碰撞关系;参照我国路面不平度分级标准,采用谐波叠加法重构了不同等级的考虑左右履带不平度相干性的三维路面不平度模型。通过数值计算获得了坦克行进间发射动力学规律,并进行了初步的试验验证。基于多学科协同仿真方法建立了垂向稳定控制系统与坦克机械系统耦合动力学模型。通过机电一体化仿真软件Amesim建立了垂向稳定器的液压子系统模型,在MATLAB/Simulink中建立了垂向稳定器的PID（Proportion Integration Differentiation）控制子系统模型,利用多体系统动力学软件Recur Dyn建立了坦克机械系统模型,有效提高了坦克行进间射击过程的数值计算精度。在此基础上,引入自适应鲁棒控制方法设计了新的坦克垂向稳定器控制器,通过与传统PID控制器的控制效果相比较,验证了所设计控制器的优越性。此外,研究发现坦克行进间耳轴中心角位移与炮口中心角位移并不相同,提出将炮口中心角位移作为误差补偿信号,大幅提高了传统以摇架为稳定目标的坦克垂向稳定器的综合稳定效果。分析了弹丸膛内运动过程中的受力情况。提出了一种基于间隙圆柱副模型的弹炮刚柔耦合建模方法,引入对微小间隙更具有适应性的基于L-N模型改进的含非线性刚度系数的法向接触力模型,以描述弹炮间接触力的非线性特性。在此基础上,分析了坦克行进间射击弹丸膛内运动时期身管的动态弯曲及弹炮耦合作用对火炮振动的影响规律。并进一步分析了高速机动条件下,坦克系统非线性现象尤为严重时,坦克行进间车体振动、身管动态弯曲、炮口响应及弹丸运动规律,为新一代高机动、高精度坦克总体设计提供理论支撑。以弹丸出炮口时扰动为优化目标,提出一种综合行驶工况条件下坦克行进间射击高维多目标优化方法。结合坦克行进间发射弹炮耦合动力学模型、分片拉丁超立方设计方法及BP（Back Propagation）神经网络方法构建坦克行进间射击火炮振动的代理模型。基于代理模型,采用遗传算法和潜在最优加点准则,对综合行驶工况条件下坦克行进间射击火炮振动问题进行序列近似优化,在可接受的计算成本范围内,得到了满足实际需要的兼顾各优化目标的优化解,提高了综合行驶工况条件下坦克行进间射击的射击精度。
张淋[9]（2019）在《原子干涉陀螺惯性测量与监控导航技术研究》文中研究说明惯性导航是重要的无外界信息源定位方法,在军民应用领域都具有重要意义。陀螺仪和加速度计作为惯性导航系统的测量单元,其器件精度决定了惯导系统姿态和导航精度,同时器件的数据更新率和稳定性是系统至关重要的性能指标。原子干涉陀螺作为量子器件的代表,是当前预期精度最高的新型陀螺,是解决高精度水下定位问题的首选器件。但是由于实验室环境中的误差、噪声相关研究不足,当前测量精度与预期理论精度极限相差甚远。局限于分辨力提升带来数据更新率损失,同时当前技术条件下原子干涉仪难以实现多轴同步测量,国内外的原子干涉陀螺多用于单轴、常量的测量实验。可见,将原子干涉仪作为惯性导航系统中的测量器件,为水下无人航行器长航时自主导航系统提供新的技术途径,涉及一系列重要科学问题和关键技术问题,是惯性导航领域的前沿性课题。近年来,随着光学、物理学领域相关技术的进步,原子干涉陀螺输出稳定性得到了较大的提升,在地球自转测量方面展现出了较好的长期稳定性,但是基于其原理上的特殊性导致现有陀螺测试方法无法实现准确的特性测试。而陀螺关键参数测试是从实验室常量的测量到实际惯性导航应用的必经步骤,也是水下无人航行器的试验、航行过程中可靠工作的基础。对陀螺仪数据特性与系统机理进行深入研究,探索可靠的陀螺测试方法,对于指引陀螺性能提升方向具有重要意义,然而目前国内外对此的研究报道较少。本文通过研究原子干涉陀螺系统构成机理及主要误差、噪声来源,提出了基于三脉冲对抛构型的原子干涉陀螺系统噪声模型并实现噪声抑制,同时面向惯性导航系统应用场景展开了仿真及实验研究。论文主要内容如下:首先,针对原子干涉仪作为转动测量仪器存在噪声机理不明确、无法达到预期测量精度的问题,开展原子干涉仪系统噪声机理研究,提出了基于相变函数的能量谱分析方法,解决了现有方案存在某些频率噪声无法被辨识的问题,实现了全频段相位噪声的分析与补偿,并准确量化了相位噪声对测量结果影响的统计方差,对于原子干涉陀螺仪噪声模型的建立具有重要参考意义。进一步从机理上分析反射镜振动噪声对干涉测量过程的影响,实现环境扰动到相位噪声的转化,并利用相变函数方法进行量化评估及实时补偿。基于上述理论分析,建立了系统隔振平台性能的仿真测试环境,通过仿真实验对实验室环境下的地面振动噪声进行隔振效果验证,并利用相变函数量化补偿地面振动噪声对相位结果的影响;其次针对原子干涉陀螺系统技术成熟度不足、国内外缺少面向惯性导航系统的原子干涉陀螺惯性测量评价方法研究的问题,参考光纤陀螺、激光陀螺的国家军用标准、IEEE测试方案、Allan方差分析方法等,基于原子干涉仪角速度测量原理和系统各部分构成机理,提出了反映其核心技术成熟度的原子装载速率、冷却温度极限、系统信噪比等关键参数的测试方案,并基于原子装载速率、冷却温度测试结论实现了原子干涉陀螺仪双环路测量信噪比的准确计算。当原子干涉陀螺仪双环路输出信噪比均优于30dB以上时,双环路差分相位误差约为1%,角速度测量精度优于0.001°/h;再次,针对近年来原子干涉陀螺的实验室数据,面向水下无人航行器的长航时应用,提出了三种改进的Allan方差方法并进行机理分析,建立了原子干涉陀螺的随机噪声仿真模型;并加入安装误差、标度因数误差、陀螺零位偏差等考虑,实现了原子干涉陀螺的随机噪声仿真模型和动态输出模型的建立。量子惯性导航系统的仿真环境的搭建,为载体长航时自主惯性导航系统仿真提供了数据支撑,并为原子干涉陀螺仪本体性能提升、噪声评估与补偿提供了工程应用指导;最后针对原子干涉陀螺在建立惯性导航系统过程中存在的两大问题:数据更新率过低和当前无法实现多轴同步测量的问题,提出了基于角速度匹配方法的监控导航方案:利用高精度原子干涉陀螺作为附加陀螺,监控成熟的、高数据更新率的光纤惯性导航系统,大幅降低惯性导航系统的定位误差。在MATLAB环境中建立了基于三轴原子干涉陀螺和光纤惯性测量单元的监控导航方案,并通过海上验证性试验验证了这一监控方案的导航性能,大幅度提升了光纤惯性导航系统的速度精度、定位精度,为水下无人航行器的长时间潜航提供了可靠定位信息。这一监控导航方案充分发挥了原子干涉陀螺仪的测量稳定性优势,为水下无人航行器的长航时自主导航系统提供了一种新的设备方案和技术途径。
王晓[10]（2019）在《动态指向式旋转导向钻井工具测量信号的处理方法研究》文中进行了进一步梳理以自主研制的动态指向式旋转导向钻井工具原理样机为研究对象,在分析陀螺仪、三轴重力加速度计噪声特性的基础上,深入研究测量信号的处理方法,实现了对稳定平台转速、重力工具面角的准确测量。首先,介绍旋转导向钻井工具的国内外研究现状,对比不同旋转导向钻井工具的工作原理,分析动态指向式旋转导向钻井工具的优势,明确课题研究目标。其次,介绍定向钻井参数与动态指向式旋转导向钻井工具的工作原理,着重介绍其测量系统,并分析钻具振动条件下三轴重力加速度计和陀螺仪的噪声特性。第三,针对加速度计运动加速度噪声,提出双三轴重力加速度计处理方法;针对加速度计附加噪声中的有色噪声分量,提出指数加权平均算法和IIR滤波算法,两种滤波算法都能达到降噪效果,但IIR滤波算法能够灵活地选择幅频特性,优选IIR滤波算法处理测量信号。针对陀螺仪常值漂移,提出零点电压校正方法;针对陀螺仪随机漂移,提出基于ARMA模型的卡尔曼滤波算法和IIR滤波算法,数据处理结果表明,稳定平台转动时,随机漂移的ARMA模型较难建立,卡尔曼滤波算法实用性受限,而IIR滤波算法对信号的动态特性跟踪性能较好,优选IIR滤波算法处理测量信号。第四,针对三轴重力加速度计测量信号附加噪声中的白噪声,提出互补滤波算法和自适应卡尔曼滤波算法,处理结果表明两种滤波算法都能减小白噪声的影响,由于后者能够根据工况自适应地调整内部参数,实用性更强,优选自适应卡尔曼滤波算法融合数据,以适应钻井过程的工况变化。第五,基于以上处理结果,提出动态指向式旋转导向钻井工具测量信号处理系统,获得了更为准确的重力工具面角;对自适应卡尔曼滤波算法进行改进,仿真和实测数据滤波结果表明,在保证过程噪声方差矩阵估计非负定的条件下,自适应卡尔曼滤波算法可以较为准确地估计状态变量。
二、炮控系统陀螺随机漂移的建模分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、炮控系统陀螺随机漂移的建模分析（论文提纲范文）
（1）基于机器学习的炮控系统故障预测与健康管理方法研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 机器学习概述 |
| 1.3 故障预测与健康管理 |
| 1.3.1 PHM概述及发展历程 |
| 1.3.2 PHM研究方法 |
| 1.3.3 PHM关键技术 |
| 1.4 国内外发展研究现状 |
| 1.5 本文研究内容与组织结构 |
| 1.5.1 本文研究内容 |
| 1.5.2 本文组织结构 |
| 第二章 主要理论与技术 |
| 2.1 炮控分系统 |
| 2.1.1 炮控分系统概述 |
| 2.1.2 炮控分系统组成 |
| 2.1.3 炮控分系统工作原理 |
| 2.1.4 炮控分系统PHM框架 |
| 2.2 核心算法理论 |
| 2.2.1 相关向量机分类 |
| 2.2.2 相关向量机回归 |
| 2.2.3 相关向量机影响因素——核函数 |
| 2.2.4 参数优化方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 炮控分系统的状态评估与故障诊断 |
| 3.1 炮控箱概述及故障分析 |
| 3.2 基于SABAS-RVM的评估及诊断方法研究 |
| 3.2.1 灰关联理论的属性约简方法 |
| 3.2.2 天牛须搜索及其改进算法 |
| 3.2.3 基于相关向量机的评估及诊断模型 |
| 3.3 炮控箱的状态评估及故障诊断方法案例分析 |
| 3.3.1 炮控箱的状态评估案例 |
| 3.3.2 炮控箱的故障诊断案例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 炮控分系统的性能参数与故障预测 |
| 4.1 陀螺仪组概述及故障分析 |
| 4.2 基于GSAPSO-RVM的预测方法研究 |
| 4.2.1 灰色理论相关介绍 |
| 4.2.2 粒子群及其改进算法 |
| 4.2.3 基于相关向量机的预测模型 |
| 4.3 陀螺仪组的故障预测方法案例分析 |
| 4.3.1 陀螺仪组的参数趋势预测案例 |
| 4.3.2 陀螺仪组的故障预测案例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
（2）面向井下钻孔机器人应用的精确定位与地图构建技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景、意义及来源 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 钻孔机器人定位导航需求分析与状态估计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 钻孔机器人工况环境及自主导航功能需求分析 |
| 2.3 三维空间刚体运动 |
| 2.4 机器人状态估计方法 |
| 2.5 传感器观测模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 井下UWB定位系统与位姿估计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 UWB传感器特性分析 |
| 3.3 井下UWB定位系统构建 |
| 3.4 基于ESKF的 UWB/IMU融合位姿估计 |
| 3.5 仿真及现场试验分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 平面辅助的NDT-graph-SLAM定位与地图构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NDT扫描配准 |
| 4.3 位姿图优化模型构建 |
| 4.4 工程应用问题 |
| 4.5 数据集及现场试验 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 LiDAR-IMU紧耦合的LI-SLAM定位与地图构建 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统架构与因子图模型构建 |
| 5.3 约束因子构建 |
| 5.4 工程应用问题 |
| 5.5 野外复杂地形现场试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 LiDAR-IMU-UWB融合的LIU-SLAM定位与地图构建 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统架构与全局因子图模型构建 |
| 6.3 约束因子构建 |
| 6.4 工程应用问题 |
| 6.5 地下车库封闭环境现场试验 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 井下钻孔机器人定位导航系统研发及定位建图应用试验 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 井下钻孔机器人定位导航系统研发 |
| 7.3 UWB定位系统绝对定位精度测试 |
| 7.4 局部区域连续定位试验 |
| 7.5 大范围巷道地图构建与定位试验 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 全文总结 |
| 8.1 研究内容与成果 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于捷联惯导的采煤机运行姿态高精度感知理论与技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与方案 |
| 2 基于捷联惯导的采煤机运行姿态感知理论 |
| 2.1 采煤机运动与姿态特征 |
| 2.2 捷联式惯性导航原理 |
| 2.3 采煤机运行姿态解算算法 |
| 2.4 捷联惯导系统初始对准 |
| 2.5 捷联惯导的卡尔曼滤波算法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 采煤机捷联惯导惯性敏感器误差分析与补偿 |
| 3.1 捷联惯导误差来源分析 |
| 3.2 惯性敏感器性能测试系统 |
| 3.3 陀螺仪零偏误差补偿 |
| 3.4 加速度计零偏误差补偿 |
| 3.5 随机漂移误差模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 采煤机捷联惯导初始对准与安装误差分析与补偿 |
| 4.1 采煤机捷联惯导初始对准误差补偿 |
| 4.2 采煤机捷联惯导安装误差补偿 |
| 4.3 采煤机捷联惯导振动误差补偿 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 捷联惯导单轴旋转误差调制机制研究 |
| 5.1 旋转调制技术原理 |
| 5.2 单轴连续旋转调制方案 |
| 5.3 单轴连续正反旋转调制方案 |
| 5.4 四位置转停调制方案 |
| 5.5 最佳旋转调制方案的确定 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 捷联惯导单轴旋转误差调制实验 |
| 6.1 实验方案设计与参数设定 |
| 6.2 单轴旋转误差调制实验 |
| 6.3 单轴旋转误差调制效果分析 |
| 6.4 采煤机运行姿态感知现场应用研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）航天器姿态确定系统的故障诊断方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状与分析 |
| 1.2.1 航天器姿态确定系统故障诊断技术研究 |
| 1.2.2 航天器系统工程中故障诊断应用 |
| 1.2.3 航天器姿态确定系统故障诊断存在的问题 |
| 1.3 论文的主要内容与组织结构 |
| 第2章 姿态确定系统建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系定义 |
| 2.3 姿态确定系统模型 |
| 2.3.1 姿态描述 |
| 2.3.2 姿态运动学方程 |
| 2.3.3 姿态敏感器建模 |
| 2.4 星敏感器误差分析与故障建模 |
| 2.4.1 星敏感器误差分析 |
| 2.4.2 星敏感器在轨数据分析 |
| 2.4.3 星敏感器故障建模 |
| 2.5 陀螺误差分析与故障建模 |
| 2.5.1 陀螺误差分析 |
| 2.5.2 陀螺实测数据分析 |
| 2.5.3 陀螺故障建模 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于奉献滤波器的姿态敏感器故障诊断 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于卡尔曼滤波的定姿算法 |
| 3.2.1 算法推导 |
| 3.2.2 降维设计 |
| 3.3 故障检测与分离方法设计 |
| 3.4 数学仿真与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于简化滤波器的姿态敏感器故障诊断 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统乘性卡尔曼滤波存在的问题 |
| 4.3 一种基于离散时间模型的无重置乘性卡尔曼滤波 |
| 4.3.1 算法推导 |
| 4.3.2 数学仿真比对 |
| 4.4 增益的计算简化 |
| 4.4.1 固定常值 |
| 4.4.2 标量序贯计算 |
| 4.4.3 数学仿真比对 |
| 4.4.4 计算复杂度分析 |
| 4.5 故障检测与分离方法的优化设计 |
| 4.5.1 基于简化滤波器的故障诊断 |
| 4.5.2 计算复杂度分析 |
| 4.6 数学仿真与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 综合应用模型与数据的姿态确定系统故障诊断 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 经验模态分解算法 |
| 5.2.1 基本原理 |
| 5.2.2 算法应用 |
| 5.3 基于简化EMD算法的故障诊断 |
| 5.3.1 基于滑动窗的信号测取 |
| 5.3.2 EMD特征提取方法 |
| 5.3.3 诊断与分离决策 |
| 5.3.4 数学仿真与分析 |
| 5.4 模型与数据综合故障诊断策略 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于半物理平台的故障模拟与诊断验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 工程技术要求 |
| 6.3 控制系统半物理仿真试验平台 |
| 6.3.1 平台功能 |
| 6.3.2 硬件组成 |
| 6.3.3 软件组成 |
| 6.4 故障诊断系统设计与仿真 |
| 6.4.1 故障模拟与注入 |
| 6.4.2 星载软件开发 |
| 6.4.3 仿真演示与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）基于多源干扰估计器的鲁棒飞行控制技术研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.1.1 受多源干扰的控制系统 |
| 1.1.2 低成本飞行器的发展现状 |
| 1.1.3 低成本飞行器在受多源干扰条件下的控制难点 |
| 1.2 受多源干扰控制系统的国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 受集总输入干扰系统的鲁棒控制 |
| 1.2.2 受输出干扰或传感器数量受限系统的鲁棒控制 |
| 1.2.3 受多源干扰系统的鲁棒控制 |
| 1.3 本论文的主要创新与贡献 |
| 1.3.1 主要创新 |
| 1.3.2 主要贡献 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 无速率测量系统的集总输入干扰补偿控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 无速率测量系统的控制器设计分析 |
| 2.2.1 问题描述 |
| 2.2.2 设计难点 |
| 2.3 基于passivity技术和改进的UDE的控制方案设计 |
| 2.3.1 控制方案设计 |
| 2.3.2 改进的UDE设计 |
| 2.3.3 稳定性和性能分析 |
| 2.3.4 3-DOF直升机应用 |
| 2.4 基于改进的LSO+UDE的控制方案设计 |
| 2.4.1 控制方案设计 |
| 2.4.2 改进的LSO设计 |
| 2.4.3 UDE设计 |
| 2.4.4 稳定性和性能分析 |
| 2.4.5 3-DOF直升机应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 传感器性能受限系统的测量误差补偿控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传感器性能受限系统的控制器设计分析 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 设计难点 |
| 3.3 基于MEE的控制方案设计 |
| 3.3.1 控制方案设计 |
| 3.3.2 MEE设计 |
| 3.3.3 稳定性分析 |
| 3.3.4 2-DOF直升机应用 |
| 3.3.5 固定翼飞机应用 |
| 3.4 被控系统模型精度受限条件下基于MEE的控制方案设计 |
| 3.4.1 改进的控制方案设计 |
| 3.4.2 2-DOF直升机应用 |
| 3.5 传感器动态时滞条件下基于MEE+SLC的控制方案设计 |
| 3.5.1 针对一阶传感器模型的控制方案设计 |
| 3.5.2 针对一阶传感器模型的MEE设计 |
| 3.5.3 针对高阶传感器模型的控制方案和MEE设计的推广 |
| 3.5.4 2-DOF直升机应用 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 存在多源干扰系统的一体化补偿控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 存在多源干扰系统的控制器设计分析 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 设计难点 |
| 4.3 基于MEE+UDE的控制方案设计 |
| 4.3.1 多源干扰估计框架设计 |
| 4.3.2 控制方案设计 |
| 4.3.3 MEE设计 |
| 4.3.4 UDE设计 |
| 4.3.5 稳定性和性能分析 |
| 4.3.6 与经典鲁棒控制方案的对比 |
| 4.3.7 2-DOF直升机应用 |
| 4.3.8 四旋翼飞行器应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 固定翼飞机高精度编队控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 固定翼飞机高精度编队控制设计分析 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 设计难点 |
| 5.3 基于因果稳定逆的分布式鲁棒同步输出跟踪控制方案设计 |
| 5.3.1 控制方案设计 |
| 5.3.2 分布式观测网络设计 |
| 5.3.3 因果稳定逆设计 |
| 5.3.4 基于MEE的局部鲁棒控制器设计 |
| 5.3.5 稳定性和性能分析 |
| 5.3.6 F-16战斗机编队应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（6）车载平台下的无依托瞄准关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 导弹瞄准技术 |
| 1.1.2 车载无依托瞄准技术 |
| 1.1.3 车载固连设备工作状态介绍 |
| 1.2 国内外无依托瞄准相关技术的发展 |
| 1.2.1 定向寻北技术 |
| 1.2.2 自准直测量技术 |
| 1.3 论文研究工作的出发点 |
| 1.4 论文主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 无依托瞄准的总体要求及分解 |
| 2.1 总体要求 |
| 2.1.1 寻北仪适应性设计 |
| 2.1.2 自准直仪适应性设计 |
| 2.2 无依托瞄准总体误差分析 |
| 2.3 无依托瞄准关键技术分解 |
| 2.3.1 姿态补偿模型建立的必要性 |
| 2.3.2 自准直仪数据处理的必要性 |
| 2.3.3 寻北仪数据处理的必要性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 无依托瞄准姿态补偿模型研究 |
| 3.1 姿态补偿模型要素定义 |
| 3.1.1 坐标系和变量定义 |
| 3.1.2 单位向量定义 |
| 3.2 姿态补偿模型坐标变换 |
| 3.2.1 弹上棱镜棱脊P的坐标变换 |
| 3.2.2 自准直仪光轴C的坐标变换 |
| 3.2.3 测量基线B的坐标变换 |
| 3.3 姿态补偿执行过程 |
| 3.3.1 棱镜法线在自准直坐标系内重建 |
| 3.3.2 棱镜法线在转台坐标系内向量估值 |
| 3.3.3 棱镜法线在地平坐标系下的恢复 |
| 3.4 瞄准系统姿态补偿的仿真 |
| 3.4.1 单元误差及其数值范围 |
| 3.4.2 单元误差分布 |
| 3.4.3 瞄准总体误差仿真计算 |
| 3.5 主要设备预期精度指标 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 自准直仪数据处理 |
| 4.1 自准直仪数据处理模型 |
| 4.2 车载振动信号采样 |
| 4.3 图像采样积分时间的控制 |
| 4.4 图像采样时刻的控制 |
| 4.5 光斑定位处理 |
| 4.6 自准直角度的解算 |
| 4.6.1 角度解算数学模型 |
| 4.6.2 未标定情况下静态测角精度 |
| 4.6.3 自准直仪的标定 |
| 4.7 自准直仪数据处理的仿真 |
| 4.7.1 单元误差及其分布 |
| 4.7.2 自准直测量误差仿真计算 |
| 4.8 自准直测量实验 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 寻北仪数据处理 |
| 5.1 寻北仪测量模型 |
| 5.2 陀螺原始信号处理 |
| 5.2.1 平稳情况下陀螺信号处理 |
| 5.2.2 振动情况下陀螺信号处理 |
| 5.3 加速度计原始信号处理 |
| 5.3.1 平稳情况下加速度计信号处理 |
| 5.3.2 振动情况下加速度计信号处理 |
| 5.4 倾斜角度的解算 |
| 5.4.1 倾斜角度解算模型 |
| 5.4.2 倾斜角度解算仿真 |
| 5.4.3 倾斜角度测量实验 |
| 5.5 北向角度的解算 |
| 5.5.1 北向角度解算模型 |
| 5.5.2 北向角度解算仿真 |
| 5.5.3 北向角度解算实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 无依托瞄准系统实验 |
| 6.1 设备样机的组成 |
| 6.1.1 寻北仪结构组成 |
| 6.1.2 寻北仪电子学组成 |
| 6.1.3 自准直仪光机结构 |
| 6.1.4 自准直仪电子学组成 |
| 6.2 系统精度实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 瞄准参数定义 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）基于Copula理论的列车定位惯性单元寿命预测与维修决策研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 PHM系统的研究现状 |
| 1.2.2 剩余寿命预测的研究现状 |
| 1.2.3 维修策略的研究现状 |
| 1.3 论文研究思路及其内容结构 |
| 2 列车定位惯性单元性能指标的选择和辨识方法 |
| 2.1 列车定位惯性单元性能指标选取 |
| 2.1.1 惯性单元性能状态评价方法 |
| 2.1.2 惯性单元的性能指标体系构建 |
| 2.2 惯性传感器的性能指标辨识 |
| 2.2.1 Allan方差基础理论 |
| 2.2.2 惯性传感器的Allan方差辨识 |
| 2.3 Allan方差实验验证和性能退化数据分析 |
| 2.3.1 MEMS-IMU漂移数据测试 |
| 2.3.2 惯性器件随机误差的Allan方差辨识 |
| 2.3.3 惯性单元性能退化监测数据分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于Copula函数的惯性单元剩余寿命自适应预测 |
| 3.1 二元性能参量的相关性分析方法 |
| 3.1.1 二元Copula函数原理 |
| 3.1.2 常见二元Copula函数选择方法 |
| 3.2 基于Copula函数的二元性能参量设备的RUL分布 |
| 3.2.1 单性能参量RUL的概率密度模型 |
| 3.2.2 基于二元性能参量的RUL联合分布 |
| 3.3 模型参数分步估计方法 |
| 3.4 仿真验证与分析 |
| 3.4.1 性能退化轨迹的数值仿真 |
| 3.4.2 仿真算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 列车定位惯性单元视情维修优化决策方法 |
| 4.1 基于RUL的视情维修优化策略模型 |
| 4.1.1 预测性维修模型先要声明 |
| 4.1.2 视情替换决策模型搭建 |
| 4.2 基于改进遗传算法的维修优化决策方法 |
| 4.2.1 改进的自适应交叉变异率遗传算法 |
| 4.2.2 基于AGA的维修优化决策求解 |
| 4.3 仿真验证与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验与结果分析 |
| 5.1 基于Copula函数的剩余寿命自适应预测 |
| 5.1.1 惯性单元性能监测数据分析 |
| 5.1.2 基于单性能指标的剩余寿命预测 |
| 5.1.3 基于Copula函数的剩余寿命预测 |
| 5.2 视情维修优化决策求解 |
| 5.2.1 维修决策优化模型建立与分析 |
| 5.2.2 惯性单元维修优化决策求解 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）坦克行进间发射动力学分析及优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 坦克稳定器 |
| 1.2.2 弹炮耦合模型 |
| 1.2.3 火炮发射动力学 |
| 1.2.4 火炮结构动力学优化 |
| 1.3 坦克行进间发射动力学分析与优化研究的技术挑战 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 坦克行进间发射动力学建模与数值计算 |
| 2.1 某坦克结构拓扑分析 |
| 2.1.1 坦克结构组成 |
| 2.1.2 坦克多体系统建模基本假设 |
| 2.1.3 坦克多体系统结构拓扑分析 |
| 2.2 坦克多体系统的动力学建模 |
| 2.2.1 构件建模 |
| 2.2.2 约束建模 |
| 2.2.3 载荷建模 |
| 2.3 路面不平度建模 |
| 2.4 数值计算与初步验证 |
| 2.4.1 多体系统动力学模型 |
| 2.4.2 数值计算与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 坦克垂向稳定器机电液耦合动力学建模与分析 |
| 3.1 坦克垂向稳定器的工作原理 |
| 3.2 坦克行进间机电液耦合动力学建模与分析 |
| 3.2.1 液压子系统建模 |
| 3.2.2 控制子系统建模 |
| 3.2.3 机电液耦合动力学建模 |
| 3.2.4 数值计算与分析 |
| 3.3 坦克垂向稳定器自适应鲁棒控制建模与分析 |
| 3.3.1 自适应鲁棒控制原理 |
| 3.3.2 坦克垂向稳定器控制结构改进 |
| 3.3.3 坦克垂向稳定器自适应鲁棒控制算法 |
| 3.3.4 数值计算与分析 |
| 3.4 控制器炮口误差信号补偿建模与分析 |
| 3.4.1 坦克行进间炮口振动分析 |
| 3.4.2 炮口误差信号补偿建模 |
| 3.4.3 数值计算与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 坦克行进间射击弹炮刚柔耦合影响分析 |
| 4.1 弹丸膛内运动的受力分析 |
| 4.1.1 重力和重力矩 |
| 4.1.2 燃气作用力 |
| 4.1.3 弹丸前定心部和炮膛间的作用力 |
| 4.1.4 弹带和炮膛间的作用力 |
| 4.1.5 弹丸受到的和外力及力矩 |
| 4.2 弹炮刚柔耦合非线性建模 |
| 4.2.1 接触碰撞的判断 |
| 4.2.2 法向接触力计算模型 |
| 4.2.3 接触摩擦模型 |
| 4.2.4 含间隙弹炮刚柔耦合动力学建模 |
| 4.3 数值计算与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 高速机动条件下坦克行进间发射动力学分析 |
| 5.1 高速机动条件下的激励源分析 |
| 5.1.1 路面不平度激励 |
| 5.1.2 液压缸控制力 |
| 5.1.3 射击载荷 |
| 5.1.4 其它激励源 |
| 5.2 坦克车体振动分析 |
| 5.2.1 车体线振动 |
| 5.2.2 车体角振动 |
| 5.3 坦克垂向稳定器稳定效果分析 |
| 5.3.1 PID控制器 |
| 5.3.2 自适应鲁棒控制器 |
| 5.4 弹丸膛内运动身管动态弯曲分析 |
| 5.5 弹丸膛内运动时期弹丸及炮口扰动特性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 综合行驶工况条件下坦克行进间射击火炮结构优化 |
| 6.1 坦克行进间射击火炮结构优化方法 |
| 6.1.1 代理模型方法 |
| 6.1.2 试验设计方法 |
| 6.1.3 序列近似优化 |
| 6.2 综合行驶工况条件下坦克行进间射击火炮结构优化问题描述 |
| 6.2.1 优化目标数学模型 |
| 6.2.2 设计变量及约束 |
| 6.2.3 优化数学模型 |
| 6.3 坦克行进间射击火炮结构序列近似优化流程 |
| 6.3.1 基于多体动力学模型的训练样本库构建 |
| 6.3.2 基于BP神经网络的代理模型建模 |
| 6.3.3 模型验证和评估 |
| 6.3.4 优化解及实际响应计算 |
| 6.3.5 样本点更新 |
| 6.4 优化结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）原子干涉陀螺惯性测量与监控导航技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景、目的和意义 |
| 1.2 原子干涉仪的国内外研究现状 |
| 1.2.1 原子干涉仪主要项目计划 |
| 1.2.2 原子干涉仪典型构型 |
| 1.2.3 原子干涉仪激光系统的研究现状 |
| 1.3 原子干涉陀螺仪系统性能评估方法研究现状 |
| 1.4 监控导航系统研究现状 |
| 1.5 本领域存在的科学问题 |
| 1.6 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 原子干涉陀螺仪原理及系统实现 |
| 2.1 干涉式陀螺仪原理 |
| 2.2 受激拉曼跃迁理论 |
| 2.3 三脉冲原子干涉陀螺仪原理 |
| 2.4 原子干涉陀螺仪系统的关键技术 |
| 2.4.1 原子冷却与囚禁技术 |
| 2.4.2 原子选态技术 |
| 2.4.3 原子干涉相位荧光检测技术 |
| 2.4.4 原子干涉陀螺仪系统实现 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于原子干涉理论的噪声统计方差分析方法 |
| 3.1 基于相变函数的相位噪声分析方法 |
| 3.1.1 拉曼激光相位噪声统计方差分析方法 |
| 3.1.2 基于相变函数的噪声频率影响分析 |
| 3.1.3 基于相变函数的干涉时间参数影响分析 |
| 3.2 基于相变函数的反射镜振动噪声分析方法 |
| 3.2.1 反射镜振动噪声统计方差分析方法 |
| 3.2.2 基于相变函数的隔振平台性能分析 |
| 3.3 基于原子干涉理论的非相位噪声分析方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 原子干涉陀螺仪的惯性测量研究 |
| 4.1 原子干涉陀螺仪系统特性研究 |
| 4.1.1 原子装载速率测试 |
| 4.1.2 冷却温度测试 |
| 4.1.3 信噪比测试与惯性测量研究 |
| 4.2 惯性导航系统中的原子干涉陀螺稳定度分析与测试 |
| 4.3 基于稳定度测试的原子干涉陀螺仪动态数据仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 原子干涉陀螺仪/光纤惯性测量单元监控导航系统研究 |
| 5.1 单轴原子干涉陀螺仪/光纤惯性测量单元监控导航技术 |
| 5.1.1 单轴原子干涉陀螺仪/光纤惯性测量单元监控导航方案 |
| 5.1.2 监控导航仿真实验验证 |
| 5.1.3 监控导航实验室验证与分析 |
| 5.2 三轴原子干涉陀螺仪/光纤惯性测量单元监控技术 |
| 5.2.1 三轴原子干涉陀螺仪/光纤惯性测量单元监控导航方案 |
| 5.2.2 监控导航系统的可观测性分析 |
| 5.2.3 监控导航系统仿真实验与原理性验证 |
| 5.2.4 监控导航载体验证试验 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）动态指向式旋转导向钻井工具测量信号的处理方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 旋转导向钻井技术研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和章节安排 |
| 第2章 动态指向式旋转导向钻井工具及传感器噪声特性 |
| 2.1 定向钻井参数 |
| 2.1.1 井眼轨迹参数 |
| 2.1.2 钻井工具参数 |
| 2.2 动态指向式旋转导向钻井工具 |
| 2.2.1 工作原理 |
| 2.2.2 测量系统 |
| 2.3 传感器工作原理与噪声特性 |
| 2.3.1 钻具振动干扰分析 |
| 2.3.2 三轴重力加速度计工作原理与噪声特性 |
| 2.3.3 陀螺仪工作原理与噪声特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 动态指向式旋转导向钻井工具传感器信号处理方法 |
| 3.1 三轴重力加速度计信号处理方法 |
| 3.1.1 双三轴重力加速度计处理方法 |
| 3.1.2 指数加权平均算法 |
| 3.1.3 无限长单位脉冲响应滤波算法 |
| 3.1.4 滤波算法测试与分析 |
| 3.2 陀螺仪信号处理方法 |
| 3.2.1 零点电压校正方法 |
| 3.2.2 Allan方差分析方法 |
| 3.2.3 随机漂移信号的ARMA建模 |
| 3.2.4 卡尔曼滤波算法 |
| 3.2.5 滤波算法测试与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 动态指向式旋转导向钻井工具传感器数据融合方法 |
| 4.1 互补滤波算法 |
| 4.1.1 互补滤波算法原理 |
| 4.1.2 互补滤波算法的参数整定 |
| 4.2 自适应卡尔曼滤波算法 |
| 4.2.1 带控制项的卡尔曼滤波算法 |
| 4.2.2 自适应卡尔曼滤波算法 |
| 4.2.3 动态系统状态空间模型的建立 |
| 4.3 滤波算法测试与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 动态指向式旋转导向钻井工具测量信号处理系统 |
| 5.1 测量信号处理系统及滤波方案测试分析 |
| 5.1.1 测量信号处理系统 |
| 5.1.2 滤波方案测试与分析 |
| 5.2 自适应卡尔曼滤波算法的改进 |
| 5.2.1 保证过程噪声方差矩阵估计非负定的处理方法 |
| 5.2.2 改进后自适应卡尔曼滤波算法的测试与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、炮控系统陀螺随机漂移的建模分析（论文参考文献）
- [1]基于机器学习的炮控系统故障预测与健康管理方法研究[D]. 李润濠. 北京石油化工学院, 2021
- [2]面向井下钻孔机器人应用的精确定位与地图构建技术研究[D]. 李猛钢. 中国矿业大学, 2020(07)
- [3]基于捷联惯导的采煤机运行姿态高精度感知理论与技术研究[D]. 吴刚. 中国矿业大学, 2020(07)
- [4]航天器姿态确定系统的故障诊断方法研究[D]. 李利亮. 哈尔滨工业大学, 2020
- [5]基于多源干扰估计器的鲁棒飞行控制技术研究与应用[D]. 祝洋. 电子科技大学, 2020(03)
- [6]车载平台下的无依托瞄准关键技术研究[D]. 刘玉生. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(01)
- [7]基于Copula理论的列车定位惯性单元寿命预测与维修决策研究[D]. 孟月月. 北京交通大学, 2020
- [8]坦克行进间发射动力学分析及优化研究[D]. 陈宇. 南京理工大学, 2019(01)
- [9]原子干涉陀螺惯性测量与监控导航技术研究[D]. 张淋. 哈尔滨工业大学, 2019
- [10]动态指向式旋转导向钻井工具测量信号的处理方法研究[D]. 王晓. 中国石油大学(华东), 2019(09)