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  • 简介:通过分析显式有限差分格式的数值色散和数值耗散,导出个适于有限差分格式的通用色散耗散条件.根据群速度和耗散率之间的物理关系,确定了用以抑制数值解中伪高波数波所需要的适度耗散.在以往发展的低耗散加权基本无振荡格式WENO—CU6-M2上的应用表明,该条件可用作优化线性或非线性有限差分格式的色散和耗散的通用指导准则.此外,满足色散-耗散条件的改进WENO—CU6-M2格式还可选作低分辨率数值模拟,以三维Taylor-Green涡向湍流转捩和自相似能量衰减问题展现了它的这种能力.与经典的动态Smagorinsky亚网格尺度模型相比,在Heynolds数胁:400~3000条件下,无黏和黏性Twlor—Green涡的数值模拟结果均得到明显改善.在保持激波捕捉特性同时,与最新的隐式大涡模拟模型的计算效果相当.

  • 标签: 色散 耗散 有限差分 WENO格式 Taylor-Green涡
  • 简介:针对车载导弹在低机动条件下的传递对准问题,根据车辆不能沿纵轴和横轴作大的角机动的特点,提出了充分利用导弹发射前的刹车,起竖发射架这系列的过程来进行传递对准的机动方案;针对主惯导、发射架和子惯导之间的连接为多刚体柔性联接,主子惯导之间的挠曲变形建模复杂的问题,提出了将挠曲变形视为不确定性干扰,利用H∞滤波来实现传递对准的方法。仿真结果表明,在不对挠曲变形进行建模和车载导弹只做射前准备机动而不做其它机动的情况下,导弹可在起竖完成前完成对准,且对准精度可达4′。

  • 标签: 传递对准 车载导弹 低机动 H∞滤波
  • 简介:在不同工况下,旋转爆震波能够以单波、双波、多波模式进行传播.但在同工况下,是否存在不同模式的稳定传播爆震波还有待进步研究.基于Euler方程,耦合氢气/空气的有限化学反应速率模型,并采用高分辨率的5阶有限差分格式WENO-PPM5离散对流项,对三维旋转爆震波进行了数值模拟.计算结果表明,在同特定工况下,旋转爆震波能够以两种不同的传播模式稳定传播,即单波模式和双波模式.详细地对比了两种传播模式下的流场特征、爆震波传播特性、推力性能等.在同工况下,两种传播模式的爆震波周向传播速度相差不多,但双波模式的频率约为单波模式的2倍;双波模式下质量流量、比冲、推力的平均值均略高于单波模式;且双波模式的可燃混气层高度约为单波模式的1/2,这有助于缩小旋转爆震发动机的长度,使之更加紧凑.

  • 标签: 旋转爆震 点火条件 传播模式 传播特性 推力性能
  • 简介:对不同进口条件下的超燃冲压发动机燃烧室内氢气喷流超声速燃烧流动特性进行了数值模拟与分析.宽范围超燃冲压发动机是吸气式高超声速飞行器推进系统设计中的热点问题之,受实验设备硬件条件及实验技术限制,数值模拟技术仍然是超燃冲压发动机燃烧室内燃气燃烧特性及流场特性的主要研究手段.采用基于混合网格技术的多组元N-S方程有限体积方法求解器,在不同进口Maeh数及压强条件下,对带楔板/凹腔结构的燃烧室模型氢气喷流燃烧流场进行了数值模拟,对比分析了氢气喷流穿透深度、喷口前后回流区结构、掺混效率及燃烧效率等流场结构与典型流场参数的变化特性及影响规律.研究成果可为宽范围超燃冲压发动机喷流燃烧流动特性分析提供参考.

  • 标签: 氢气横向喷流 超声速燃烧 超燃冲压发动机 流动特性 数值模拟
  • 简介:基于惯性系的双矢量定姿方法选择惯性系中的两个重力视运动向量作为不共线矢量,解决了传统双矢量定姿方法在晃动基座条件下易受载体角运动干扰而无法实现对准的问题,但该方法仍需要精确的地理纬度信息以参与对准计算。针对未知纬度条件下的SINS抗晃动自对准问题,提出了种基于重力视运动的三矢量自对准方法。该方法将初始对准问题归结为求解当前时刻导航系相对于初始时刻载体系的姿态矩阵问题,并利用矢量运算进行求解,仿真结果表明:加速度计随机测量噪声会映射为重力视运动随机噪声,降低对准精度;当加速度计随机噪声量级较大时,会带来对准计算失败。针对噪声问题,引入Daubechies(db4)小波进行5层分解来实现对重力视运动的降噪,并选择去噪后的重力视运动向量参与三矢量定姿解算,仿真结果表明:db4小波具有良好的去噪效果,基于小波去噪的三矢量自对准方法可以有效完成未知纬度条件下的SINS初始对准。

  • 标签: 捷联式惯性导航系统 初始对准 重力视运动 小波去噪 三矢量定姿
  • 简介:在研究环形激光陀螺的漂移时,许多文献仅采用Allan方差方法进行误差分析。Allan方差没有包含导航用的“零偏不稳定性”项,而实际导航受此项的影响很大,因此只能以经典方差来衡量陀螺的性能,而把Allan方差仅作为种辅助手段。通常文献采用Allan方差方法分析时,其噪声在频域的表达式(功率谱密度)是建立在频率的不同幂次的基础上,变换成时域表达式得到各项方差。由于此功率谱密度存在不合理,导致诸多矛盾。文中指出这些矛盾,并以实验数据为证,说明这分析方法不论是逻辑还是在讨论实验数据时都会产生不合理的结果。彻底的解决办法将见续文,它提出用各种阻尼振荡的频带之和作为噪声的功率谱密度。

  • 标签: 激光陀螺 漂移 ALLAN方差 经典方差 功率谱密度
  • 简介:基于传统小卫星对轨道和姿态参数确定采用分别计算的复杂模式,提出了种利用地磁场和天文信息同时确定卫星轨道和姿态参数的新方法.首先通过分析小卫星轨道动力学J2模型和卫星姿态动力学模型,建立系统状态方程.其次将三轴磁强计与地磁场模型参考值的矢量作差,分析微分差值与状态变量的数学关系,建立定位/定姿观测方程.利用星敏感器提供的高精度姿态信息,建立定姿观测方程,同时利用星敏感器间接敏感地平观测折射恒星,建立定位观测方程.最后提出基于信息融合的先进滤波算法,并通过对多种导航模式进行数值仿真及结果分析,论证所设计体化方法提高了系统定轨/定姿的精度和可靠性.

  • 标签: 三轴磁强计 天文导航 轨道姿态一体化 信息融合
  • 简介:分布式联邦滤波器在多传感器信息融合领域得到广泛的重视,联邦滤波中的信息分配原则直接影响滤波器的精度和容错性,而常规的标量形式联邦滤波信息分配方法无法满足高动态环境下状态的动态变化特性。信息分配是设计和实现联邦滤波器的关键环节,基于系统误差协方差阵和可观测阵。文中考虑系统状态估计精度和系统的可观测性,提出了种新的联邦滤波信息分配方案和算法。新的联邦滤波算法允许每个系统状态变量具有不同的动态信息分配因子,从而改进了联邦滤波信息融合的精度。仿真结果表明,与传统联邦滤波算法比较,改进的信息融合算法精度能提高30%以上。

  • 标签: 组合导航 联邦滤波 信息分配 信息融合
  • 简介:为了加快全球定位系统(GPS)的捕获速度,提高系统的捕获灵敏度,对GPS系统捕获策略进行了深入地研究。在对其捕获的基本原理和传统的最大值捕获系统进行分析的基础上,提出了种新颖的GPS多峰值捕获策略。该策略通过多峰值选择减少了系统搜索单元数目,通过增加进入唐检测器的峰值个数来提高捕获灵敏度。利用蒙特卡洛方法进行了仿真分析,仿真结果表明:该新颖策略的捕获时间更短,同时捕获灵敏度比传统的最大值捕获系统要高2.8dB。总体来说,该新颖策略算法更适用于对GPS弱信号的捕获,也可应用于其他卫星导航系统。

  • 标签: 全球定位系统 最大值捕获 多峰值捕获 系统检测概率 弱信号
  • 简介:为了实现光纤陀螺组合小型化、低成本和高精度,进行了三轴体化光纤陀螺样机的研制。该样机包括光学表头和陀螺解算电路两部分,其中,三个安装在三维空间正交支架上的敏感线圈共用个光源,并且和其它独立的光学器件组成光学表头。陀螺解算电路由块FPGA芯片处理三路探测器输出信号,输出与角速度成正比的数字信号。与传统光纤陀螺组合相比,三轴体化光纤陀螺的组合结构缩小60%,成本降低20%,功耗降低倍,但制作工艺较复杂。经过测试,其性能和单轴陀螺相当。此项研究技术可广泛应用于对体积要求严格的战术型号上。

  • 标签: 光纤陀螺 信号处理 三轴一体化 线圈
  • 简介:文章给出了种真正多维的HLLRiemann解算器.采用AUSM分裂将通量分解成为对流通量和压力通量,其中对流通量的计算采用迎风格式,压力通量的计算采用HLL格式,且将HLL格式的耗散项中的密度差用压力差代替,从而使得格式能够分辨接触间断.为了实现数值格式真正多维的特性,分别计算了网格界面中点和角点上的数值通量,并且采用Simpson公式加权组合中点和角点上的数值通量得到网格界面的数值通量.为了减少重构角点处状态时的模板宽度,计算中采用基于SDWLS梯度的线性重构获得2阶空间精度,而时间离散采用2阶保强稳Runge—Kutta方法.数值实验表明,相比于传统的维HLL格式,文章的真正多维HLL格式具有能够分辨接触间断,以及更大的时间步长等优点.与其他能够分辨接触间断的格式(例如HLLC格式)不同,真正多维的HLL格式在计算二维问题时不会出现激波不稳定现象.

  • 标签: EULER方程 真正多维HLL格式 AUSM分裂 角点通量 捕捉接触间断 SDWLS梯度重构
  • 简介:针对惯性器件输出噪声引起高精度机载POS(PositionandOrientationSystem)地面双位置对准精度较差的问题,提出基于小波滤波和隐马尔科夫建模的数据预处理方法结合自适应卡尔曼滤波的双位置对准方法。首先分析惯性敏感器原始信息的频率特性,利用小波滤波算法,消除惯性器件测量中的高频噪声;综合分析器件的随机游走特性,通过建立隐马尔科夫模型削弱惯性敏感器输出随机游走的影响;并针对降噪处理、电源波动及环境因素等引起的系统噪声统计规律不确定性问题,提出利用自适应卡尔曼滤波的方法实现POS高精度初始对准。试验结果表明,采用本文所提方法的对准结果,可使对准结束后600s纯捷联解算的水平速度误差由1.278m/s减小至0.6061m/s,水平位置误差由274.6m减小至128.2m,水平速度和位置误差均减小了50%左右。

  • 标签: 小波滤波 位置姿态系统 双位置对准 自适应卡尔曼滤波
  • 简介:本文所述的分析校准技术,可将测角装置校准到很高精度。校准时,使用了两台测角装置。并且利用该分析校准技术,分离了各误差曲线,采用该分析校准方法,无需预先知道任何台测角装置的误差,而且测角装置可以是,也可以不是两台相同的装置。文中还确定了可以校准到高精度的测角装置的类型和校准配置。所采用的校准分析技术,可将角位置测试台和角度分解器校准到0.1角秒的精度。此方法已经用于校准轴角读出的双感应同步器系统。本文还提供了利用该分析校准方法获取的数据。

  • 标签: 测角装置 校准精度 分析技术
  • 简介:针对在振动和高速自旋条件下使用MIMU的问题,提出了种具备高动态环境适应能力的MIMU设计。采用国产微加速度计和微陀螺作为微惯性传感器,由HoneywellHMC2003完成地磁场测量。采用力学仿真方法分析了随机振动对MIMU本体结构的影响,优化设计后,加速度功率谱密度抑制比达到98.9%;在高速自旋状态下,采用地磁场组合解算方法弥补轴向微陀螺量程饱和所产生的失效数据,300(°)/s以上角速率误差小于1(°)/s。经飞行试验验证,该设计保证了微惯性传感器在高动态环境下的正常工作。

  • 标签: MIMU设计 高动态 抗振 地磁场组合
  • 简介:针对传统基于g信息的粗对准的捷联惯导系统中,受传感器噪声的影响,存在效视运动无法提取和双向量共线的缺点,提出了种基于改良Kalman滤波的参数辨识粗对准方法。该方法通过构建视在重力在初始载体系中的映射模型,利用改良Kalman滤波进行模型参数辨识,然后通过识别参数重新构建视在重力在初始载体系中的映射,解决了由于传感器噪声导致有效视运动无法正常提取的缺点。利用识别参数具有随估计次数增多得到优化的特点,构造初始时刻和最终时刻向量,避免双向量共线问题。利用改良Kalman滤波算法的自适应特点,优化参数识别精度与速度。转台实验表明,采用改良Kalman滤波方法航向对准精度为-0.0414°,标准差为0.041°,而传统RLS方法得到的航向精度为-0.0738°,标准差为0.128°。由此可知,本文提出的方法性能更优。

  • 标签: 捷联惯导系统 粗对准 改良Kalman滤波 参数辨识
  • 简介:针对惯性导航系统中,光纤陀螺的动态测量范围宽、精度高、实时性强的要求,设计了种新型的数据采集方法,该方法具有精度高、量程宽、速度快的优点.通过与惯性导航系统中光纤陀螺的几种常用的数据采集方法进行分析比较,介绍了各自的优缺点,并着重介绍了这种方法的电路实现.

  • 标签: 光纤陀螺仪 信号采集 采集方法 惯性导航系统
  • 简介:在捷联惯性系统中,初始对准是影响系统输出精度的最重要环节,陀螺漂移是引起对准误差的主要原因。本文在对捷联系统误差进行分析的基础上,结合卡尔曼滤波器的滤波特性,提出种把陀螺随机常值漂移标定与初始对准进行多级组合的卡尔曼滤波方法。

  • 标签: 捷联惯性系统 漂移标定 误差分析 初始对准技术
  • 简介:从模式识别的角度分析了搜索模式下水下运载体的重力匹配问题,利用模式识别神经网络实现重力匹配定位。在重力图匹配时,以惯性导航仪指示位置为中心规划真实位置的网格点搜索范围,从参考重力图上提取相应系列的重力数据,与对应网格点的位置起定义成多个模式类,构造相应的模式识别概率神经网络,运用该神经网络将实时重力测量数据识别到某个模式类,对比模式类的定义确定载体位置。在实测重力图上对重力辅助惯性导航系统进行了计算机仿真研究。结果表明,在重力场特征显著区域该重力匹配算法能够有效减小厄特弗斯效应的影响,其导航系统定位误差小于个重力图网格,匹配率在80%以上,匹配效果优于般的相关匹配算法。

  • 标签: 组合导航系统 惯性导航 重力 厄特弗斯效应
  • 简介:传递对准是舰载武器惯导系统初始对准的种有效办法,为满足舰载武器要反应快的要求,必须在短时间内对初始不对准角进行估计并加以补偿。文中建立了采用四元数的传递对准的,线性模型,在此基础上进行卡尔曼滤波,解决了舰载垂直发射导弹的初始对准问题,同时又克服了般四元数对准模型非线性滤波计算量大,对准时间长的缺点,使导弹能在短时间内完成对准,提高其反应速度,增加其命中率。仿真结果表明,该文提出的快速对准方法具有对准速度快、精度高的优点。

  • 标签: 传递对准 垂直发射 四元数 卡尔曼滤波 线性模型