收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

船用卫星天线姿态稳定系统关键技术研究

吴鹏  
【摘要】:本文以船用卫星天线姿态稳定系统项目为研究背景,开展以微惯性测量单元(MEMS-IMU)作为姿态测量核心的船用卫星天线姿态稳定系统相关技术研究和原理样机的研制工作。本文设计了采用四轴框架结构的系统姿态闭环工作模式;设计了四轴天线框架控制和跟踪算法;解决了MEMS器件信号降噪和野值剔除等问题,对MEMS陀螺零位和标度因数误差在线补偿标定方法进行研究;提出了基于磁强计连续测量值的速率模拟算法;研制了天线稳定系统的原理样机,进行了相关验证和试验。 本论文主要完成的工作及创新点有以下几方面: (1)根据现阶段船用卫星天线稳定系统的发展情况及惯性测量单元的类型,针对本文中涉及的船用系统对惯性测量单元精度的要求,确定使用微惯性器件作为核心器件的可行性;总结天线姿态稳定系统的技术发展及现阶段系统结构类型,提出以MEMS-IMU为核心的船用卫星天线姿态稳定系统的总体方案。 (2)设计了四轴框架系统姿态闭环控制算法,建立了惯性测量单元直接与天线本体固联的天线姿态闭环控制模式。为满足全球航行对卫星跟踪的需求,设计了四轴天线框架结构,结合了AE和XY两种框架结构的特点,保证在全球航行时都能实现框架系统平稳跟踪,消除了AE和XY框架结构各自存在的跟踪死区;根据四轴框架结构运动特点和惯性测量单元的安装方式,设计了四轴框架系统的框架控制和天线跟踪算法,实现了天线姿态闭环控制。 (3)在小波分析的基础上,对MEMS陀螺信号进行了误差建模,提出了小波系数抑制的MEMS陀螺确定性误差提取、小波系数线性压缩的野值剔除和虚拟野值的MEMS陀螺信号降噪等三种小波域信号处理方法。小波系数线性压缩野值剔除方法将野值在小波系数体现出来的能量进行线性处理,避免了由于小波系数被强制置零造成的重构信号的震荡现象。针对MEMS器件的高噪声,设计了虚拟野值降噪方法,将信号小波系数的噪声理解为一系列野值点,利用3原理,设计小波降噪的阈值函数,完成信号的降噪处理,并利用系统实测MEMS陀螺数据进行算法验证,将结果和通用阈值方法进行了对比。 (4)提出了利用三轴磁强计连续测量值模拟三轴角速率的方法。由于MEMS陀螺现阶段的精度较低,需借助外信息完成初始对准,因此论文采用电子罗盘与MEMS-IMU组合构成姿态测量系统的方案。本文对三轴磁强计结构的电子罗盘椭圆误差进行了分析,并结合实测数据完成了对电子罗盘数据的补偿,提高了电子罗盘测量精度。在补偿的基础上,提出了三轴磁强计通过测量空间地磁矢量的运动来实现模拟三轴速率输出的想法,建立了利用磁强计输出值计算三轴角速率的模型,同时,推导了磁强计输出值与天线系统Rodrigues参数更新之间的关系以及速率数值输出表达式,为系统组合滤波提供了新的观测量。 (5)设计实现了MEMS陀螺零位误差和标度因数误差的在线辨识和补偿方法。综合考虑姿态检测系统要求,采用了Rodrigues参数法作为姿态描述和更新算法,建立了以系统姿态误差的Rodrigues参数、MEMS陀螺零位值和标度因数值作为状态量的系统状态方程,基于电子罗盘姿态输出和磁强计模拟三轴速率的Kalman滤波方程。实现了对MEMS陀螺零位误差和标度因数误差的估计。 (6)研制了基于微惯性测量单元的船用卫星天线姿态稳定系统原理样机。完成四轴框架结构的设计及伺服机构的设计和制造。验证了论文中所提方法的实用效果,并于2010年8月在松花江上进行了实船的航行试验测试,系统工作正常,达到了预期的效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王仲南,施培尧;钟表车床降噪用低噪声送料管[J];劳动保护;1988年02期
2 陈东升;电磁式空气压缩机的降噪[J];压缩机技术;1993年05期
3 余成波,陈福隆;后置祟油机客车的降噪试验[J];重庆工学院学报;1995年04期
4 陈其夫;“低精度齿轮降噪技术研究”通过省科委鉴定[J];长沙铁道学院学报;1997年03期
5 程勒,石道中,李云龙;叶片处理对风机噪声影响的试验研究[J];科技通报;1997年02期
6 丁鸿庆;对上菱冰箱整机降噪探索分析[J];中外轻工科技;1997年03期
7 李应楷;早期立体声影院怎样上SR──介绍SG 9780型SR处理器[J];影视技术;1999年09期
8 刘元峰,赵玫;混沌时间序列的一种降噪算法[J];机械科学与技术;2003年04期
9 黄学辉,尚福亮,薛红亮,吴少鹏;公路隧道降噪用吸声材料的研制[J];武汉理工大学学报;2003年04期
10 刘源;盲目源分离技术与降噪[J];北京联合大学学报;2005年01期
11 车兆华;金旅牌客车噪声治理[J];客车技术与研究;2005年01期
12 杨诚,邓兆祥,阮登芳,梁锡昌;进气噪声产生机理分析及其降噪[J];汽车工程;2005年01期
13 刘元峰;赵玫;徐百平;黄晓峰;;家用空调器减振降噪研究综述与展望[J];振动与冲击;2005年04期
14 杜子文;;汽车齿轮变速箱噪声的控制[J];内江科技;2007年01期
15 胡向阳;;降噪、散热结构在电源车中的应用[J];专用汽车;2007年12期
16 赵利平;董良;张蕊;程国全;;高速堆垛机噪声及降噪实验研究[J];物流技术;2008年07期
17 袁东红;谢军龙;;船用通风机减振降噪的探讨和实验研究[J];中国舰船研究;2009年03期
18 龙双丽;聂宏;;大型民机起落架噪声分析[J];航空科学技术;2010年02期
19 陈晓凯;;外啮合齿轮泵的噪声机理及降噪解决方法[J];科技创新导报;2010年30期
20 郝文广;丁常富;梁娜;;小波降噪与FFT降噪比较[J];电力科学与工程;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 乌云霄;王蕴实;吕召彪;;LTE/HSPA SON关键技术研究[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
2 张大华;罗志明;王铁军;李凡;杨义彬;;云计算平台关键技术研究[A];2011电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2011年
3 赵良才;景旭文;;基于Web零件协同设计制造集成关键技术研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
4 秦忠;;KX—R145型堆码机器人的关键技术研究[A];2002年十一省、区、市机械工程学术年会暨云南省机械工程学会第六届学术年会论文集[C];2002年
5 蔡春源;巢俊杰;杨慧;;基于Ajax技术的Web专题图层的关键技术研究[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
6 王威信;邓达华;;基于STL的CAD/CAE集成关键技术研究[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
7 王政红;;新型降噪材料——泡沫铝在船舶上的应用[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
8 苟凌怡;熊光楞;陈斌元;柴旭东;杨流辉;陈晓波;;支持虚拟样机的协同仿真平台关键技术研究[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
9 纪翠玲;毕建涛;杨帮会;钟大伟;王星星;缪云海;;中国可持续发展信息共享与网络服务平台建设[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
10 蔡九菊;;钢铁厂节能减排及余热回收利用若干关键技术研究与发展[A];2008全国能源与热工学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴鹏;船用卫星天线姿态稳定系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 王凯东;宽带卫星网络关键技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
3 胡国友;车辆降噪减振的若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 叶锡均;基于环境激励的大型土木工程结构模态参数识别研究[D];华南理工大学;2012年
5 周桂贤;E-HUB模式制造资源管理系统集成的关键技术研究[D];西南交通大学;2010年
6 巩大力;城市交通智能监控系统关键技术研究[D];长安大学;2009年
7 胡义;地震激励下在役RC框架结构力学行为研究[D];西安建筑科技大学;2013年
8 尚志武;滚动转子压缩机降噪机理及其应用研究[D];天津大学;2003年
9 王玉明;水下结构降噪预报波叠加法理论与试验研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
10 史兵;河蟹池塘养殖智能支持系统关键技术研究[D];江苏大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王遥遥;基于小波理论的信号降噪方法的研究[D];武汉理工大学;2013年
2 张钊;真空夹层板机舱降噪的仿真分析[D];西安电子科技大学;2011年
3 王丽萍;混凝土结构基于静力弹塑性方法的研究和应用[D];新疆大学;2005年
4 王春波;摩擦耗能支撑框架结构减震性能研究[D];西安建筑科技大学;2006年
5 王赫;受压钢管混凝土力学性能分析[D];西南交通大学;2006年
6 龚洪兵;基础隔震与悬挂隔震非线性时程分析[D];西南交通大学;2006年
7 孙扬;楼板对RC框架结构强柱弱梁屈服机制的影响[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 王莲花;地震区异型柱框架结构工程应用研究[D];西安理工大学;2005年
9 刘春良;桁架和框架结构的稳定性分析与优化设计[D];大连理工大学;2006年
10 李绍军;自攀爬机器人结构设计研究[D];重庆大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周报;红岩汽车降噪取得阶段性成果[N];中国工业报;2005年
2 厦门记者站 史蔓蓉 易盛;厦门“大金龙”进行降噪攻关[N];中国旅游报;2004年
3 本报记者 丁士能;超微孔板消声材料更降噪[N];中国环境报;2010年
4 山西 范超尘;《为你的DVD光驱降噪》补遗[N];电脑报;2002年
5 李守成;降噪是南汽的重要课题[N];中国汽车报;2003年
6 本报见习记者 丁士能;把握趋势 淘金降噪产业[N];中国环境报;2009年
7 本报实习记者 王冀;轿车降噪——一个不得不说的话题[N];中国汽车报;2002年
8 江西 贺金锋;杜比B降噪IC NJM2063A简介[N];电子报;2001年
9 北京 王予军;再谈《为你的DVD光驱降噪》[N];电脑报;2002年
10 江苏 钟元翔;电源风扇降噪有“妙方”[N];电脑报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978