摘要：针对多传感器姿态测量系统小型化、高精度和低成本的要求,设计三传感器互补滤波器数据融合算法,实现载体姿态解算。在传感器级别利用MEMS陀螺仪、MEMS加速度计、电子罗盘分别对载体的姿态信息进行结算,得到多传感器解算数据;在频域上进行噪声分析,进一步验证各传感器噪声的频率互补性,分别设计三传感器组成的俯仰角和横滚角互补滤波器以及双传感器组成的航向角互补滤波器;构建一套基于FPGA的多传感器姿态测量系统并进行互补滤波器的实验验证。实验结果表明,相比于姿态航向参考系统(AHRS)的测量值,横滚角以及俯仰角精度在±0.37°以内,航向角精度在±0.8°以内,验证了该系统具有较高精度的输出。

摘要：针对小型四旋翼飞行器姿态解算这一基本问题,详细分析了姿态解算的过程,提出了其中的难点问题。应用低成本捷联惯性测量单元,设计了一种基于互补滤波器算法的姿态求解器。经过实验验证表明:与目前常用的卡尔曼滤波算法相比,采用互补滤波器算法的求解器能显著降低对处理器速度和精度的要求,有效融合了捷联惯性测量单元的传感器数据,实现了小型四旋翼飞行器的高精度姿态解算。

摘要：设计了一种旋翼飞行姿态参考系统,采用基于加速度计和陀螺仪的惯性测量组合(IMU)测量飞行姿态数据。采集实测数据并运用Allan方差分析法分析其噪声特性,建立传感器模型;针对旋翼飞行器分别应用经典扩展Kalman滤波(EKF)算法和互补滤波算法进行姿态解算。在详细阐述2种算法的原理与实现的基础上,进行飞行器平台实验验证。研究结果表明2种算法均有效,且互补滤波器相对经典Kal-man滤波器更为简单、有效。

摘要：传统履带车辆制动系统的供能装置大部分由液压元件组成,这种制动方法存在液压管路布线复杂、制动滞后、液压油易泄露等问题。随着人工智能、新能源等领域的技术突破,履带车辆的制动系统也朝着电动化和智能化发展,其中以电子机械制动系统为代表的纯电控机械制动系统,凭借其结构简单、响应快和控制精度高等优点,是未来制动系统的重要发展方向。文章以某型履带车辆制动系统为研究对象,开展机械制动惯性负载特性研究,设计了一种适用于加速度估计的互补滤波器的方法,将模型预测法和微分法的估计结果进行优化互补,综合两者的优势,提高了估计结果的动态响应品质,同时补偿了系统的鲁棒性。通过模型仿真和结果验证,该方法在制动过程中具有更好的动态性能和稳定性,为惯性负载补偿提供了准确、可靠的加速度信号。

摘要：攻角是飞机飞行的重要状态参数,也是飞控及导航系统必需的参数,现代战机对攻角精度要求越来越高.大气数据系统在跨音速条件下性能严重下降,大气攻角精度受到很大影响.针对试验机大气数据传感器的配置特点,该文设计了一种基于变参数互补滤波器与神经网络的跨音速大气/惯性攻角两步融合算法,实现惯导系统和大气系统的攻角信息融合.首先进行跨音速惯导天向回路解算,而后利用互补滤波器与神经网络对大气/惯性攻角进行互补融合与修正,使最终的融合修正攻角平稳、可靠,逼近真实攻角.本文利用某型飞机的实际试飞数据对两步融合算法进行了验证.结果表明,融合修正后的攻角能够基本去除跨音速飞行阶段原始大气攻角的剧烈波动,并与真实攻角吻合.

摘要：针对火电机组主蒸汽流量测量精度不高的问题,提出了一种准确度较高的主蒸汽流量测量模型,利用依据质量守恒原理的主蒸汽流量稳态模型和基于弗留格尔公式的主汽流量测量模型的信息互补性,设计互补滤波器将2种模型在频域内进行融合获得了新的测量模型,并将该模型在某电厂3号机组上进行了仿真验证.结果表明:新模型不仅在机组稳态时准确度高,还可以快速地、准确地反映主蒸汽流量的变化趋势.

摘要：针对FIR滤波器设计中锐截止宽带滤波器阶数较高、计算复杂的问题,提出用频率掩蔽法,先设计一个过渡带为目标过渡带的L倍的原型滤波器,其实现复杂度远小于所要求的滤波器,依据L倍内插滤波器的过渡带宽是原型滤波器的1/L的原理,利用一对互补滤波器和掩蔽滤波器,得到了较低计算复杂度的锐截止宽带滤波器。

摘要：文章介绍了一种源自于均衡正则滤波器中的一系列均衡双正交小波的新技术。其主要思路是找出所给出滤波器的一个均衡互补正则滤波器,这样得到的滤波器与理想半谱带滤波器之间存在最小二次方振幅背离。

摘要：为了开发高性能的旋转导向钻井工具系统,进行了动态指向式旋转导向钻井工具测控系统设计与性能分析。在自行设计的动态指向式旋转导向钻井工具原理样机的基础上,设计了测控系统,分析了其关键技术;通过模拟实际钻井工况,测试分析了测控方案的可行性,检验了测量信号处理与控制算法的有效性。测试结果表明,应用互补滤波算法,能够将工具面角动态测量波动降低84%;采用永磁同步电机电流环、电机转速环、稳定平台对地转速环和稳定平台位置环的四环控制系统,除满足导向钻井的性能指标外,在粘滑度为200%工况下,还可以将系统工具面角波动控制在±5°范围内。研究结果表明,互补滤波算法能够有效提高工具面角的动态测量精度,四环控制系统能够实现工具面角的快速稳定控制,测控性能指标能够满足钻井工程技术要求。

摘要：针对蛇形机器人姿态解算问题,陀螺存在漂移特性,加速度计的测量值包含重力加速度和运动加速度,磁强计易受周围环境地磁干扰,并且蛇形机器人采用嵌入式微处理器,需要减少计算量。设计了用互补滤波器来实现惯性传感器的数据融合,用四元数进行姿态解算的方法。经过实验验证表明:采用互补滤波和四元数进行姿态解算能有效融合各个惯性传感器的数据,计算量小,能够满足蛇形机器人对精度和实时性的要求。