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基于微机电系统洛伦兹平台角速度估计
被引量：
1
1
作者
熊颖
刘强
+2 位作者
韩邦成
任元
樊亚洪
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第21期8976-8982,共7页
针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频...
针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频速度信息,而加速度计则提供高频信息。最优估计器通过将低频信号与高频信息融合,采用最优控制与估计算法进行速度解算与估计。实验表明,频率在20 Hz内,运动角度在±60°内,MEMS组合传感器速度拟合周期不超过5%,稳定拟合误差不超过7.5%,可以满足平台稳定偏转控制需求。最优状态估计器能在时域与频域上提供无差、高性能的角速度信号。
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关键词
洛伦兹
惯性
稳定
平台
角速度估计
MEMS传感器
卡尔曼滤波
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职称材料
基于KF-LESO-PID洛伦兹惯性稳定平台控制
2
作者
熊颖
刘强
+2 位作者
任元
樊亚洪
孙津济
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1072-1081,共10页
为克服现有惯性稳定平台使用机械轴承干扰量大,使用气/液浮轴承难度高,使用磁阻力磁轴承线性度差的缺点,提出一种基于洛伦兹力偏转磁轴承的新型洛伦兹惯性稳定平台(LISP)。为克服耦合效应和承载摩擦谐振干扰对平台偏转通道高频姿态补偿...
为克服现有惯性稳定平台使用机械轴承干扰量大,使用气/液浮轴承难度高,使用磁阻力磁轴承线性度差的缺点,提出一种基于洛伦兹力偏转磁轴承的新型洛伦兹惯性稳定平台(LISP)。为克服耦合效应和承载摩擦谐振干扰对平台偏转通道高频姿态补偿控制的影响,提出一种基于LESO-PID结合卡尔曼滤波(KF)反馈的数字控制方案。根据洛伦兹力磁轴承(LFMB)支承偏转系统结构特点,建立了LISP转子偏转动力学模型;利用模型分析径向两自由度偏转特性,提出在PID控制器的基础上,引入线性扩张状态观测器(LESO)和卡尔曼滤波反馈以抑制摩擦谐振干扰及耦合效应;搭建了以DSP和FPGA为核心的数字控制系统,并以离散形式将控制方法进行数字化实现。采用对数频率特性判据和Nichols曲线对所提控制方法的稳定性进行分析,通过仿真比较引入LESO-KF前后转子偏转通道的稳定性。实验结果表明:PID控制条件下在高频时失真,引入LESO-KF后明显降低噪声及干扰,同时还可对系统内部状态参数进行实时观测。实验结果验证了所提控制方法对摩擦谐振干扰及耦合效应的抑制作用。
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关键词
洛伦兹
惯性
稳定
平台
(LISP)
洛伦兹
力磁轴承(LFMB)
LESO-PID控制
卡尔曼滤波(KF)反馈
稳定
控制
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职称材料
题名
基于微机电系统洛伦兹平台角速度估计
被引量：
1
1
作者
熊颖
刘强
韩邦成
任元
樊亚洪
机构
北京石油化工学院精密电磁装备与先进测量技术研究所
北京航空航天大学惯性技术国防重点实验室
中国人民解放军航天工程大学航天装备系
北京控制工程研究所空间智能控制技术重点实验室
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第21期8976-8982,共7页
基金
北京市自然科学基金面上项目(3212004)
北京市青年拔尖人才培养资助项目(2017000026833ZK22)
“十三五”时期北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划(CIT&TCD201804034)。
文摘
针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频速度信息,而加速度计则提供高频信息。最优估计器通过将低频信号与高频信息融合,采用最优控制与估计算法进行速度解算与估计。实验表明,频率在20 Hz内,运动角度在±60°内,MEMS组合传感器速度拟合周期不超过5%,稳定拟合误差不超过7.5%,可以满足平台稳定偏转控制需求。最优状态估计器能在时域与频域上提供无差、高性能的角速度信号。
关键词
洛伦兹
惯性
稳定
平台
角速度估计
MEMS传感器
卡尔曼滤波
Keywords
Lorentz inertial stability platform
angular velocity estimation
MEMS sensor
Kalman filter
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于KF-LESO-PID洛伦兹惯性稳定平台控制
2
作者
熊颖
刘强
任元
樊亚洪
孙津济
机构
北京石油化工学院精密电磁装备与先进测量技术研究所
航天工程大学宇航科学与技术系
北京控制工程研究所空间智能控制技术重点实验室
北京航空航天大学惯性技术重点实验室
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1072-1081,共10页
基金
北京市自然科学基金(3212004)
北京市青年拔尖人才培育计划(2017000026833ZK22)
“十三五”时期北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划(CIT&TCD201804034)。
文摘
为克服现有惯性稳定平台使用机械轴承干扰量大,使用气/液浮轴承难度高,使用磁阻力磁轴承线性度差的缺点,提出一种基于洛伦兹力偏转磁轴承的新型洛伦兹惯性稳定平台(LISP)。为克服耦合效应和承载摩擦谐振干扰对平台偏转通道高频姿态补偿控制的影响,提出一种基于LESO-PID结合卡尔曼滤波(KF)反馈的数字控制方案。根据洛伦兹力磁轴承(LFMB)支承偏转系统结构特点,建立了LISP转子偏转动力学模型;利用模型分析径向两自由度偏转特性,提出在PID控制器的基础上,引入线性扩张状态观测器(LESO)和卡尔曼滤波反馈以抑制摩擦谐振干扰及耦合效应;搭建了以DSP和FPGA为核心的数字控制系统,并以离散形式将控制方法进行数字化实现。采用对数频率特性判据和Nichols曲线对所提控制方法的稳定性进行分析,通过仿真比较引入LESO-KF前后转子偏转通道的稳定性。实验结果表明:PID控制条件下在高频时失真,引入LESO-KF后明显降低噪声及干扰,同时还可对系统内部状态参数进行实时观测。实验结果验证了所提控制方法对摩擦谐振干扰及耦合效应的抑制作用。
关键词
洛伦兹
惯性
稳定
平台
(LISP)
洛伦兹
力磁轴承(LFMB)
LESO-PID控制
卡尔曼滤波(KF)反馈
稳定
控制
Keywords
Lorentz inertial stability platform(LISP)
Lorentz force magnetic bearing(LFMB)
LESO-PID control
Kalman filter(KF)feedback
stable control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于微机电系统洛伦兹平台角速度估计
熊颖
刘强
韩邦成
任元
樊亚洪
《科学技术与工程》
北大核心
2021
1
下载PDF
职称材料
2
基于KF-LESO-PID洛伦兹惯性稳定平台控制
熊颖
刘强
任元
樊亚洪
孙津济
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
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