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捷联惯性导航中一种算法的推证 被引量:9
1
作者 郭圣权 贾建芳 吴强 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第2期24-27,共4页
捷联惯性导航系统中,常常用到解算四元数矩阵微分方程的问题。为此给出了解四元数矩阵微分方程的一个强有力的算式,并给出了详细的数学推导和证明。
关键词 惯性导航 捷联矩阵 四元数 台劳展开
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传递对准姿态匹配的优化算法 被引量:10
2
作者 陈凯 鲁浩 闫杰 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期981-987,共7页
推导了4种传递对准姿态匹配算法,分析了这4种姿态匹配算法的优缺点,证明并验证了其中的"最优姿态匹配法"在姿态匹配算法中的最优性。首先介绍了传统的"姿态角匹配法"及其改进算法,即"姿态矩阵匹配法",接... 推导了4种传递对准姿态匹配算法,分析了这4种姿态匹配算法的优缺点,证明并验证了其中的"最优姿态匹配法"在姿态匹配算法中的最优性。首先介绍了传统的"姿态角匹配法"及其改进算法,即"姿态矩阵匹配法",接着引入了量测失准角的概念,经过理论推导,提出了利用量测失准角进行传递对准姿态匹配的"量测失准角匹配法"。上述3种姿态匹配算法都是在子惯导安装角是小量的条件下推导而获得的,只能适用于安装角是小量的条件,具有一定的局限性。基于此,对"量测失准角匹配法"进行了完善,推导出了一种可在多挂点下使用的现代姿态匹配算法——最优姿态匹配法。从理论上证明了4种姿态匹配算法的相互关系。最后,采用"速度+姿态"匹配方案进行的传递对准仿真结果表明:4种姿态匹配算法具有相同的估计精度;推导的"最优姿态匹配法"在保证精度的同时,可应用于子惯导安装角是任意角度的情况,具有更广的应用范围。 展开更多
关键词 惯性导航 传递对准 姿态匹配 姿态矩阵 优化算法
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捷联惯性导航的工程实现 被引量:3
3
作者 王玫 张炎华 《哈尔滨商业大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第4期470-474,共5页
把一种纯捷联惯性导航运用到系统的工程实现.个系统采用高精度的导航测量器件和PC104嵌入式版式电脑来实现.运行2min,静态状态下,位置误差可以在30m之内;动态车载试验位置误差可以达到300m之内.介绍了采用的捷联算法以及四元数的修正和... 把一种纯捷联惯性导航运用到系统的工程实现.个系统采用高精度的导航测量器件和PC104嵌入式版式电脑来实现.运行2min,静态状态下,位置误差可以在30m之内;动态车载试验位置误差可以达到300m之内.介绍了采用的捷联算法以及四元数的修正和归一等经典算法. 展开更多
关键词 捷联惯导 姿态矩阵 位置误差 导航 捷联算法
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基于虚拟样机的倒立摆惯性参数实验台改进设计 被引量:5
4
作者 褚志刚 蒋忠翰 吴优 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期141-146,共6页
针对倒立摆惯性参数测量实验台,提出了一种能快速获取被测物体质心坐标和惯性参数矩阵的测量流程及数据处理方法。利用ADAMS软件建立了倒立摆惯性参数实验台虚拟样机,并进行了虚拟测量,分析了台架转动部分质心相对于转轴的偏置量和自身... 针对倒立摆惯性参数测量实验台,提出了一种能快速获取被测物体质心坐标和惯性参数矩阵的测量流程及数据处理方法。利用ADAMS软件建立了倒立摆惯性参数实验台虚拟样机,并进行了虚拟测量,分析了台架转动部分质心相对于转轴的偏置量和自身转动惯量对测量精度的影响。结果表明:减小台架自身转动惯量和转轴偏置量能显著提高测量精度。在此基础上,设计了一种测试物体全惯性参数的无偏置轴倒立摆实验台,利用该实验台对动力总成进行了测量,获得了其质心位置和完整惯性矩阵。该实验台的设计为快速、准确地获取复杂部件的完整惯性参数提供了条件。 展开更多
关键词 实验 设计 质心 惯性矩阵 虚拟样机
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MEMS姿态传感器在边坡表面位移监测的应用研究
5
作者 虎勇 吕辉岩 +3 位作者 李绍荣 邹力 任颖慧 梁杰 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第7期53-61,共9页
水电站库区两岸边坡地质状况复杂多变,边坡的稳定工作状态与水电站的安全运行息息相关,本文在雅砻江官地水电站库区左岸边坡覆盖层处,将MEMS姿态传感器(陀螺仪和加速度计)按照阵列方式布置在边坡上,建立边坡稳定状态数据实时采集系统,... 水电站库区两岸边坡地质状况复杂多变,边坡的稳定工作状态与水电站的安全运行息息相关,本文在雅砻江官地水电站库区左岸边坡覆盖层处,将MEMS姿态传感器(陀螺仪和加速度计)按照阵列方式布置在边坡上,建立边坡稳定状态数据实时采集系统,利用初始对准确定导航目标参数姿态、方位、速度和位置的初始值,计算出目标姿态矩阵,再通过姿态矩阵实时将MEMS姿态传感器获取的载体系下的加速度和角速度转换到导航系下,用于实时计算边坡变化姿态矩阵和位移开展试验研究。试验结果表明,将MEMS姿态传感器应用到边坡位移监测中能够实现边坡表面位移数据的实时获取,位移数据获取精度能够达到毫米级,满足工程实际使用需求,该项研究成果对边坡表面位移稳定状态进行实时监测分析具有十分重要的意义。 展开更多
关键词 MEMS姿态传感器 惯性导航 姿态矩阵 边坡表面位移监测
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面向连接工艺随机性的惯性仪表结构变形均匀性评价与分析
6
作者 孙泽宇 杨雷 +2 位作者 杨阳 孙清超 凌林本 《导航与控制》 2023年第5期73-78,共6页
针对仪表螺纹连接拧紧造成的非均匀变形问题,均匀性装配为提高仪表精度与稳定性提供了一条更为经济、适用性更强的方法。提出了一种变形均匀性的评价方法,通过共生矩阵的特征参数来表征变形均匀性程度。结合仪表关键结构——电机转子结... 针对仪表螺纹连接拧紧造成的非均匀变形问题,均匀性装配为提高仪表精度与稳定性提供了一条更为经济、适用性更强的方法。提出了一种变形均匀性的评价方法,通过共生矩阵的特征参数来表征变形均匀性程度。结合仪表关键结构——电机转子结构,建立了精细化仿真分析模型,利用数值模拟方法研究了螺纹连接预紧力工艺参数对仪表电机转子盖变形均匀性的影响。结果表明,预紧力的离散度与转子盖变形均匀性相关性不大,而预紧力的均匀分布有助于提高仪表装配精度,研究结果为精密产品螺纹连接结构设计及工艺设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 惯性仪表 均匀性装配 预紧力 装配变形 共生矩阵
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Adaptive filter for a miniature MEMS based attitude and heading reference system 被引量:3
7
作者 王玫 王永泉 张炎华 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2006年第5期571-575,共5页
An extended Kalman filter with adaptive gain was used to build a miniature attitude and heading reference system based on a stochastie model. The adaptive filter has six states with a time variable transition matrix. ... An extended Kalman filter with adaptive gain was used to build a miniature attitude and heading reference system based on a stochastie model. The adaptive filter has six states with a time variable transition matrix. When the system is in the non-acceleration mode, the accelerometer measurements of the gravity and the compass measurements of the heading have observability and yield good eslimates of the states. When the system is in the high dynamic mode and the bias has converged to an aceurate estimate, the attitude caleulation will be maintained for a long interval of time. The adaptive filter tunes its gain automatically based on the system dynamics sensed by the accelerometers to yield optimal performance, 展开更多
关键词 Kalman filer strapdown inertial navigation system (INS) inertial measurement unit (IMU) rotation matrix attitude and heading reference system(AHRS)
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多自由度系统振动方程的确定 被引量:2
8
作者 江伟 王锡明 《北京工商大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第2期49-51,共3页
解决多自由度系统振动问题要正确建立多自由度系统振动方程式 .正确确定系统的惯性矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵 .用达朗伯原理和动力学基本定理解决这个问题 .
关键词 多自由度系统振动方程 惯性矩阵 刚度矩阵 阻尼矩阵
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捷联惯导系统姿态算法的仿真模拟 被引量:1
9
作者 贺娟 袁颂岳 《金陵科技学院学报》 2005年第3期14-16,55,共4页
在捷联惯性导航系统中,姿态矩阵可用四元数来表示,从而常常需要计算四元数矩阵微分方程的问题。4阶龙格-库塔法和3阶泰勒展开递推式法对捷联惯导系统的四元数姿态矩阵作仿真,结果表明:在短步长条件,3阶泰勒展开递推式法比4阶龙格一库塔... 在捷联惯性导航系统中,姿态矩阵可用四元数来表示,从而常常需要计算四元数矩阵微分方程的问题。4阶龙格-库塔法和3阶泰勒展开递推式法对捷联惯导系统的四元数姿态矩阵作仿真,结果表明:在短步长条件,3阶泰勒展开递推式法比4阶龙格一库塔法更有效。本文为改进捷联惯导系统算法提供了参考依据。 展开更多
关键词 惯性导航 姿态矩阵 四元数 泰勒展开法 龙格-库塔法
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一种实用的飞行器捷联惯性导航算法 被引量:1
10
作者 陈柯勋 邱伟 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期764-770,共7页
为了拓展捷联惯性导航的应用,以进一步提高飞行器导航精度和效率为目标,设计了一种实用的飞行器捷联惯性导航算法,该算法融合惯性器件的姿态信息、速度信息、加速度信息及位置信息测量值,借助四元数法分别构造姿态矩阵、速度矩阵及位置... 为了拓展捷联惯性导航的应用,以进一步提高飞行器导航精度和效率为目标,设计了一种实用的飞行器捷联惯性导航算法,该算法融合惯性器件的姿态信息、速度信息、加速度信息及位置信息测量值,借助四元数法分别构造姿态矩阵、速度矩阵及位置矩阵,然后通过解算四元数的运动学微分方程求出飞行器的姿态角和位置。试验结果表明,本文所述算法能够准确计算出飞行器的姿态与位置信息,可以为飞行器导航系统设计人员提供参考,具有一定的理论意义和实用价值。 展开更多
关键词 捷联惯性导航 四元数 飞行器 惯性器件 姿态矩阵 位置矩阵
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酉交矩阵的进一步推广及其性质的讨论
11
作者 涂文彪 陈琳 《黄冈师范学院学报》 2001年第3期26-30,共5页
将酉交矩阵的概念进行了推广 ,引入列 (行 )酉交矩阵及亚酉交矩阵、强亚酉交矩阵的概念 。
关键词 列酉交矩阵 亚酉交矩阵 厄米特矩阵 惯性矩阵 矩阵理论 行酉交矩阵
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多自由度线性振动系统运动微分方程的确定
12
作者 王锡明 《北京轻工业学院学报》 1993年第1期65-72,共8页
正确地建立多自由度线性振动系统的运动微分方程式是解决多自由度系统振动问题的重要一步.这就要求正确地确定系统的惯性矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵.怎样较简捷准确地建立这些矩阵进而确定系统的运动微分方程式,本文进行了探讨.利用达朗... 正确地建立多自由度线性振动系统的运动微分方程式是解决多自由度系统振动问题的重要一步.这就要求正确地确定系统的惯性矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵.怎样较简捷准确地建立这些矩阵进而确定系统的运动微分方程式,本文进行了探讨.利用达朗伯原理和动力学基本定理确定系统的惯性矩阵是本文所要解决的主要问题. 展开更多
关键词 惯性矩阵 线性振动系统 运动方程
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Electromechanical coupling model and analysis of transient behavior for inertial vibrating machines
13
作者 胡继云 《Journal of Chongqing University》 CAS 2004年第2期43-47,共5页
A mathematical model of electromechanical coupling system for a planar inertial vibrating machine is built by setting up dynamical equations of discrete systems with a matrix methodology proposed. The substance of the... A mathematical model of electromechanical coupling system for a planar inertial vibrating machine is built by setting up dynamical equations of discrete systems with a matrix methodology proposed. The substance of the transient behavior of the machine is unveiled by analyzing the results of the computer simulation to the model, and new methods are presented for diminishing the transient amplitude of the vibrating machine and improving the transient behavior. The reliable mathematical model is provided for intelligent control of the transient behavior of the equipment. 展开更多
关键词 inertial vibrating machine electromechanical coupling matrix method transient behavior
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惯量张量及其特征值问题
14
作者 蔡建乐 《益阳师专学报》 1993年第6期50-56,73,共7页
本交给出了惯量张量用其三个主要不变量表示的特征方程,为求特征值提供了一种代数方程解法;论证了特征值即为主惯量,特征矢量即为惯量主轴;探讨了用特征矩阵的伴随矩阵求惯量主轴的方法,并用实例给予了说明。
关键词 理论力学 惯量张量 特征值
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基于瀑布机制的重载机械手自组织精密模式
15
作者 马翔宇 罗天洪 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第14期1730-1735,共6页
针对机械手运动中的关节误差对重载机械手精度的影响,受生物瀑布机制自动修复特点的启发,提出基于瀑布机制的重载机械手自组织精密模式。研究了机械手关节的惯性矩阵,分析了关节惯性矩阵对末端精度的影响;结合瀑布机制的工作原理,求解... 针对机械手运动中的关节误差对重载机械手精度的影响,受生物瀑布机制自动修复特点的启发,提出基于瀑布机制的重载机械手自组织精密模式。研究了机械手关节的惯性矩阵,分析了关节惯性矩阵对末端精度的影响;结合瀑布机制的工作原理,求解了重载机械手精密运动的自组织模式;从机械手关节惯性力出发,推导出关节误差对机械手关节力矩的数学模型,并对其进行仿真分析。结果表明,瀑布机制的自组织模式可减小关节误差对机械手关节精度的影响。 展开更多
关键词 瀑布机制 惯性矩阵 自组织 精度补偿
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基于GTLS的零动量卫星惯量矩阵在轨辨识
16
作者 林佳伟 王平 《空间控制技术与应用》 2009年第5期26-30,64,共6页
使用广义总体最小二乘(GTLS,generalized total least squares)方法对零动量卫星进行惯量矩阵在轨辨识.提出了GTLS算法的先验最小距离解的定义:当测量信息不足以确定唯一解时,解空间中最接近先验估计的解.给出了先验最小距离解的算法,... 使用广义总体最小二乘(GTLS,generalized total least squares)方法对零动量卫星进行惯量矩阵在轨辨识.提出了GTLS算法的先验最小距离解的定义:当测量信息不足以确定唯一解时,解空间中最接近先验估计的解.给出了先验最小距离解的算法,并应用于惯量矩阵在轨辨识.仿真结果表明了该辨识方法的有效性及先验最小距离解相对于最小范数解的优越性. 展开更多
关键词 零动量卫星 惯量矩阵 在轨辨识 广义总体最小二乘 先验估计
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车载三维数据采集系统的绝对标定及精度分析 被引量:31
17
作者 张卡 盛业华 +1 位作者 叶春 梁诚 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期55-59,共5页
针对GPS/INS/CCD相机集成的车载三维数据采集系统,给出了系统精确的直接定位方程,并将罗德里格矩阵用到系统的绝对标定中,推导了定位方程中所需的相机坐标系和惯导载体坐标系之间的平移与旋转参数的求解公式。然后,根据误差传播定律,推... 针对GPS/INS/CCD相机集成的车载三维数据采集系统,给出了系统精确的直接定位方程,并将罗德里格矩阵用到系统的绝对标定中,推导了定位方程中所需的相机坐标系和惯导载体坐标系之间的平移与旋转参数的求解公式。然后,根据误差传播定律,推导了X、Y、Z三个方向上的坐标误差公式及点位误差公式。实验结果表明,本标定方法意义明确,计算过程简单,具有较高的标定精度,对实际应用具有重要的价值。 展开更多
关键词 GPS 惯性导航系统 车载三维数据采集系统 绝对标定 罗德里格矩阵 精度分析
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微型惯性测量组合标定技术 被引量:20
18
作者 任大海 顾启泰 +2 位作者 毛刚 尤政 刘学斌 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期21-24,28,共5页
对微型惯性测量组合 (MIMU)的系统标定技术进行了研究 ,利用加速度计的静态输出 ,得出了初始安装角误差、零位偏差及标度因子的计算方法 ,详细介绍了各参数的测量原理及计算公式。从实际应用的角度出发 ,对加速度计零偏的实时计算方法... 对微型惯性测量组合 (MIMU)的系统标定技术进行了研究 ,利用加速度计的静态输出 ,得出了初始安装角误差、零位偏差及标度因子的计算方法 ,详细介绍了各参数的测量原理及计算公式。从实际应用的角度出发 ,对加速度计零偏的实时计算方法、基座初始水平偏差的影响及横向灵敏度的影响进行了分析 ,得出了相应的数学模型及修正算法。在此基础上进行了一定距离姿态及位置测量试验 ,给出了试验结果。试验结果表明 ,位置测量精度可提高到 1~ 2 cm ; 展开更多
关键词 微型惯性测量组合 标定 转移矩阵 误差补偿 捷联惯导
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捷联惯性导航、制导系统中方向余弦矩阵的递推算法 被引量:17
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作者 李连仲 王小虎 蔡述江 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期349-353,共5页
数十年来,四元数及其解法成功地应用于捷联惯性导航和制导系统中,成为经典的算法。它定义了从导航坐标系到飞行器体坐标系的四元数,然后给出四元数更新方程,再根据实时确定的四元数求出体系到导航坐标系的方向余弦矩阵,以便将测得的体... 数十年来,四元数及其解法成功地应用于捷联惯性导航和制导系统中,成为经典的算法。它定义了从导航坐标系到飞行器体坐标系的四元数,然后给出四元数更新方程,再根据实时确定的四元数求出体系到导航坐标系的方向余弦矩阵,以便将测得的体系的视速度增量转换到导航系。从制导和导航角度看,上述方向余弦矩阵是必不可少的,而四元数却是中间变量,因此,本文跨越了四元数及其算法,根据方向余弦矩阵微分方程直接导出方向余弦矩阵的更新递推公式。数学仿真表明该算法的精度与四元数算法接近,但它具有更容易理解、计算量小、编程简单等优点,可以代替四元数方法。 展开更多
关键词 捷联惯性导航 方向余弦矩阵 四元数
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一种基于假设检验的多重渐消卡尔曼滤波 被引量:7
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作者 庄朝文 富立 范跃祖 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期18-22,共5页
提出了一种基于假设检验的带多重渐消因子卡尔曼滤波的新算法 .该算法采用 χ2 检验法 ,通过渐消因子矩阵对卡尔曼滤波器的噪声方差进行在线修正 ,从而使滤波器在对象模型存在误差或对象受到外扰时仍然收敛 ,同时能够提高系统的精度 .... 提出了一种基于假设检验的带多重渐消因子卡尔曼滤波的新算法 .该算法采用 χ2 检验法 ,通过渐消因子矩阵对卡尔曼滤波器的噪声方差进行在线修正 ,从而使滤波器在对象模型存在误差或对象受到外扰时仍然收敛 ,同时能够提高系统的精度 .该算法应用于车载GPS (GlobalPositioningSystem) /INS (InerialNavigationSystem)组合导航系统中 。 展开更多
关键词 自适应滤波 假设检验 卡尔曼滤波 组合导航
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