一种融合互补滤波和卡尔曼滤波高精度姿态测量算法 被引量：20

1

作者 李杰 杨雁宇 +4 位作者 冯凯强 李小燕 郑涛 杜思远 许廷金 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期51-55,86,共6页

针对在4级海况下船体大幅度晃动,甚至丢失GPS信号的复杂环境,常规算法会导致姿态测量精度急剧下降的情形,为‘动中通’中的航姿系统设计了一套姿态融合算法。在GPS有效时,卡尔曼滤波的观测量引入双天线GPS输出的航向角,解决航向角观测... 针对在4级海况下船体大幅度晃动,甚至丢失GPS信号的复杂环境,常规算法会导致姿态测量精度急剧下降的情形,为‘动中通’中的航姿系统设计了一套姿态融合算法。在GPS有效时,卡尔曼滤波的观测量引入双天线GPS输出的航向角,解决航向角观测性弱和估计不准的问题,同时引入互补滤波得到的陀螺修正量,提高了水平姿态角的可观性,融合两种算法提高了解算精度。在GPS无效时,通过互补滤波,抑制陀螺漂移,输出高精度水平姿态角,配合天线所接收信号的强度使‘动中通’正常工作。为验证算法的有效性,进行了动态实验,实验结果表明:该算法在GPS有效的情况下能保证俯仰滚动角(RMSE标准)精度在0.2°以内,航向角精度在0.5°以内,在GPS无效情况下也可使俯仰和滚动角精度长时间维持在0.3°以内,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 动中通 姿态测量 卡尔曼滤波 互补滤波

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基于卡尔曼滤波的动态角度测量系统设计 被引量：11

2

作者 张波 李杰 +2 位作者 刘伟 杨雁宇 胡陈君 《电子器件》 CAS 北大核心 2018年第2期375-379,共5页

针对于目前大多数基于加速度计的数字倾角仪只能测量静态环境下物体的倾角,但当被测物体在动态(非匀速直线运动)环境下时测量误差大的问题,设计一种低成本的动态角度测量系统。利用MPU9255传感器中集成的三轴加速度计和三轴陀螺仪,采用... 针对于目前大多数基于加速度计的数字倾角仪只能测量静态环境下物体的倾角,但当被测物体在动态(非匀速直线运动)环境下时测量误差大的问题,设计一种低成本的动态角度测量系统。利用MPU9255传感器中集成的三轴加速度计和三轴陀螺仪,采用融合陀螺数据的卡尔曼滤波和系统误差补偿,解决加速度计在动态下无法准确测量角度的问题。经测试,所设计的测量系统能够满足动态下较高精度的角度测量。 展开更多

关键词 动态测量 卡尔曼滤波 系统误差补偿 MPU9255传感器

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高动态GPS/INS组合导航中时间延迟软硬件补偿算法研究 被引量：7

3

作者 杜瑾 李杰 +2 位作者 罗丹瑶 邹坤 杨雁宇 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1858-1863,共6页

为了解决高动态条件下GPS/INS组合导航中由于两种导航系统时间异步,卫星导航信息滞后导致导航精度下降的问题,分别提出了利用GPS串口延迟时间段内SINS解算出的导航信息变化量来补偿延迟段内误差的硬件补偿方案和基于卡尔曼滤波对SINS频... 为了解决高动态条件下GPS/INS组合导航中由于两种导航系统时间异步,卫星导航信息滞后导致导航精度下降的问题,分别提出了利用GPS串口延迟时间段内SINS解算出的导航信息变化量来补偿延迟段内误差的硬件补偿方案和基于卡尔曼滤波对SINS频漂进行估计,采用多项式拟合得到融合点处的SINS计算伪距的软件补偿方案。通过建立模型完成了对SINS频漂量及其他误差量的闭环滤波估计及修正。设计了高动态飞行仿真试验,试验结果表明:补偿后的组合导航系统水平位置精度达到±0.12′;速度稳定后精度达到0.45 m/s。该方法缩短了误差的收敛时间,抑制了飞行状态突变的情况下滤波结果出现跳变剧烈等不利现象的发生,提高了组合导航系统的精度和性能。 展开更多

关键词 组合导航 时间同步 误差补偿 卡尔曼滤波

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基于BP神经网络辅助的组合导航算法研究 被引量：8

4

作者 李小燕 李杰 +2 位作者 冯凯强 杨雁宇 晁正正 《电子器件》 CAS 北大核心 2018年第6期1447-1451,共5页

针对INS/GPS组合导航系统在GPS信号被遮挡时,GPS接收机失锁导致导航精度迅速下降的问题,提出了基于BP神经网络辅助的组合导航算法。即在GPS信号锁定的时候,采用卡尔曼滤波对INS/GPS信号进行数据融合得到实时的精确位置,同时利用组合导... 针对INS/GPS组合导航系统在GPS信号被遮挡时,GPS接收机失锁导致导航精度迅速下降的问题,提出了基于BP神经网络辅助的组合导航算法。即在GPS信号锁定的时候,采用卡尔曼滤波对INS/GPS信号进行数据融合得到实时的精确位置,同时利用组合导航输出信息对BP神经网络进行实时在线训练;一旦GPS失锁,利用之前训练好的神经网络对INS系统进行误差补偿,解决精度迅速下降问题。通过跑车实验证明,速度精度在0.2 m/s以内,位置精度为25 m以内,该算法对INS/GPS组合导航系统有效。 展开更多

关键词 组合导航 GPS信号 BP神经网络 卡尔曼滤波

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基于三子样更新的EKF低成本MEMS姿态估计算法 被引量：6

5

作者 杜思远 李杰 +1 位作者 郑涛 杨雁宇 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第3期38-43,共6页

针对低成本MEMS惯性器件精度较低、噪声较大、存在误差随时间积累而无法满足长时间载体姿态测量的问题,提出一种基于三子样姿态更新的扩展卡尔曼姿态估计算法。该算法结合三子样构造姿态更新四元数作为扩展卡尔曼滤波的状态量,利用当地... 针对低成本MEMS惯性器件精度较低、噪声较大、存在误差随时间积累而无法满足长时间载体姿态测量的问题,提出一种基于三子样姿态更新的扩展卡尔曼姿态估计算法。该算法结合三子样构造姿态更新四元数作为扩展卡尔曼滤波的状态量,利用当地导航系下重力场、磁场中相关数据通过比例积分控制器完成对角速率误差的一次补偿,同时作为扩展卡尔曼观测信息,完成对姿态四元数的实时校正,以此降低误差随时间积累的影响。为验证算法精度,设计转台静态及车载动态试验,试验结果表明在测试约为400 s的时间内,航向角误差约为5°,俯仰角及滚转角误差低于2°,且无发散问题,满足长时姿态测量要求。 展开更多

关键词 惯性测量 低成本MEMS惯性器件 三子样算法 扩展卡尔曼滤波 姿态四元数

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基于Android的便携式角度测量仪设计 被引量：6

6

作者 刘伟 李杰 杨雁宇 《电子器件》 CAS 北大核心 2017年第4期1044-1048,共5页

针对现有角度测量仪,体积大、可操作性和便携性差、宽测量范围内精度低等问题,利用Android平台设计一款便携式角度测量仪,通过角度测量硬件电路、蓝牙电路和智能终端APP设计,实现从角度的采集、传输到显示、存储。该便携式角度测量仪结... 针对现有角度测量仪,体积大、可操作性和便携性差、宽测量范围内精度低等问题,利用Android平台设计一款便携式角度测量仪,通过角度测量硬件电路、蓝牙电路和智能终端APP设计,实现从角度的采集、传输到显示、存储。该便携式角度测量仪结合智能手机和移动互联网,有效地提高测量的效率、只通过一台智能手机就可以完成角度的测量与监测,具有良好的可操作性及便携性。经实验验证,该测量仪测量范围为±90°,精度达到±0.1°。 展开更多

关键词 角度测量 蓝牙 ANDROID系统 APP开发 智能手机

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农户土地流转意愿影响因素:以广南县为例 被引量：2

7

作者 刘烨 杨雁宇 +2 位作者 黄娅丽 高任飞 任薇薇 《山西农经》 2024年第1期15-20,共6页

土地流转可以提高农村土地的利用效率,对于加速推进农村土地改革、推进乡村振兴、实现农业现代化发展具有重要理论意义。通过调研云南省文山州广南县200多家农户得到的有效调研数据,运用二元Logistic回归模型分析法研究乡村振兴背景下... 土地流转可以提高农村土地的利用效率,对于加速推进农村土地改革、推进乡村振兴、实现农业现代化发展具有重要理论意义。通过调研云南省文山州广南县200多家农户得到的有效调研数据,运用二元Logistic回归模型分析法研究乡村振兴背景下云南省广南县农户土地流转意愿影响因素。运用SPSS 26.0对数据进行回归分析,结果表明,年龄、文化程度、是否拥有闲置土地等八个因素对于农户土地流转意愿影响显著,并据此提出加强政府监督监管、增强农户对当地政府的信任程度等方法来提高当地的土地流转意愿。 展开更多

关键词 土地流转意愿 乡村振兴 农业现代化 二元LOGISTIC回归

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基于三子样和互补滤波的姿态测量算法研究 被引量：2

8

作者 杨雁宇 李杰 +2 位作者 冯凯强 杜瑾 刘伟 《电子器件》 CAS 北大核心 2018年第1期126-129,共4页

为了解决陀螺随时间的漂移以及周围环境产生的随机误差的问题,设计了一种基于互补滤波的姿态求解方案,同时通过将三子样算法和互补滤波结合起来使该算法适用于高动态等复杂环境下的姿态测量。该方案采用四元数法对姿态进行描述,经过高... 为了解决陀螺随时间的漂移以及周围环境产生的随机误差的问题,设计了一种基于互补滤波的姿态求解方案,同时通过将三子样算法和互补滤波结合起来使该算法适用于高动态等复杂环境下的姿态测量。该方案采用四元数法对姿态进行描述,经过高精度三轴温控速率转台上的静态实验以及摇摆动态实验,通过对比高精度转台角度值,可以发现互补滤波算法对于精度的提高有明显的效果,有效地将惯性测量单元的数据进行融合。同时由于采用了三子样算法可以满足高动态环境下的姿态测量,确保了系统在各种环境下精确测量。 展开更多

关键词 姿态测量 三子样算法 互补滤波 四元数

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弹丸锥形运动对半捷联稳定平台稳定性的影响分析

9

作者 李杰 郑涛 +3 位作者 冯凯强 杜思远 张樨 杨雁宇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期269-275,共7页

为解决弹丸锥形运动的存在导致半捷联稳定平台摆动角速率增大的问题,对带动稳定平台发生摆动的轴承摩擦力矩变化规律进行分析。以SKF轴承摩擦力矩计算模型为基础,用龙格-库塔法对弹丸锥形运动情况下的轴承摩擦力矩进行仿真,结合文献[1]... 为解决弹丸锥形运动的存在导致半捷联稳定平台摆动角速率增大的问题,对带动稳定平台发生摆动的轴承摩擦力矩变化规律进行分析。以SKF轴承摩擦力矩计算模型为基础,用龙格-库塔法对弹丸锥形运动情况下的轴承摩擦力矩进行仿真,结合文献[1]分析的稳定平台工作原理得到锥形运动情况下半捷联稳定平台摆动角速率的理论值。为了对理论分析验证,进行了地面半物理试验,将试验数据与理论仿真数据的频谱分析结果对比,发现二者都存在频率与幅值相一致的高低频段角速率,且低频角速率的频率恒定,高频角速率的频率与弹丸滚转角速率的频率一致。从而说明半捷联稳定平台摆动角速率的增加是由于弹丸锥形运动导致稳定平台俯仰角以及轴承所受压力发生变化,引起轴承摩擦力矩随弹丸滚转角速率同频变化,最终使稳定平台叠加高频角速率所致。 展开更多

关键词 弹丸 稳定平台 锥形运动 SKF轴承 龙格-库塔法

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核电厂核级泵出力性能控制偏差研究

10

作者 杨雁宇 王铭昌 +3 位作者 车银辉 祖帅 吴军 张玉奎 《设备管理与维修》 2023年第7期67-69,共3页

核电厂核级泵定期试验出力性能偏差过大时,只能通过经验评价核级泵的可用性,存在运行风险。以某核电厂SEC泵为例,建立系统的一维仿真模型,根据系统设计参数和下游用户需求确定SEC系统的运行的极限边界,并采用性能曲线平移作图法,明确泵... 核电厂核级泵定期试验出力性能偏差过大时,只能通过经验评价核级泵的可用性,存在运行风险。以某核电厂SEC泵为例,建立系统的一维仿真模型,根据系统设计参数和下游用户需求确定SEC系统的运行的极限边界,并采用性能曲线平移作图法,明确泵性能曲线的控制偏差。为系统相关的安全评估、设备管理、工程改造等工作提供重要依据。 展开更多

关键词 SEC泵 性能 偏差

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核电厂上充泵叶轮加工偏差对其流动性能的影响研究

11

作者 杨雁宇 王铭昌 +3 位作者 祖帅 何升亮 费鑫鑫 车银辉 《设备管理与维修》 2023年第17期48-50,共3页

上充泵是核电厂最关键的动力设备之一。针对上充泵首级叶轮卡环多次发生断裂现状,调查分析发现卡环断裂与叶轮加工偏差有关。基于数值模拟仿真技术,建立上充泵首级叶轮的仿真模型,分析叶轮加工偏差对其内部流动性能的影响。研究结果为... 上充泵是核电厂最关键的动力设备之一。针对上充泵首级叶轮卡环多次发生断裂现状,调查分析发现卡环断裂与叶轮加工偏差有关。基于数值模拟仿真技术,建立上充泵首级叶轮的仿真模型,分析叶轮加工偏差对其内部流动性能的影响。研究结果为上充泵维修提供重要依据,确保上充泵安全稳定运行。 展开更多

关键词 上充泵 叶轮 粗糙度 流动性能

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核电厂上充泵推力轴承损伤成因及运维优化研究

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作者 杨雁宇 何升亮 +3 位作者 龙斌 车银辉 祖帅 王铭昌 《水泵技术》 2023年第3期36-39,共4页

推力轴承是核电厂上充泵可靠运行的关键部件之一,用于承受泵轴的轴向载荷以及限制泵轴的轴向位移。针对上充泵推力轴承运维中频繁出现的损伤问题,开展其损伤成因分析,研究其运维优化工艺和措施,提升了上充泵运行的可靠性。

关键词 核电厂用泵 上充泵 推力轴承 损伤 运维优化

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