国家自然科学基金(61101161)
- 作品数：22 被引量：87H指数：6
- 相关作者：王尔申庞涛张芝贤蔡明孙延鹏更多>>
- 相关机构：沈阳航空航天大学北京航空航天大学大连海事大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国航空科学基金辽宁省自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信航空宇航科学技术自动化与计算机技术天文地球更多>>
- 复合材料无人机航电系统的改进设计被引量：4
- 2012年
- 以复合材料无人机的航电系统为研究对象,根据无人机整体设计要求,设计满足需求的航电系统。该系统以自动驾驶仪为控制核心,采用内部集成的A/D转换器采集工作电压,实时监测无人机的电源电压;内部集成的姿态测量系统和INS/GPS组合导航系统,采集无人机的姿态与位置数据;通过串口与无线数据电台相连,实现无人机与地面控制站之间的通信;通过I/O口连接超声波测距仪,实时测量无人机与地面的相对高度;其输出的RS485控制信号与各个舵机等执行部件相连,实现对无人机执行部件的控制。该复合材料无人机的航电系统功能齐备,采用模块化设计,接口方便。在此硬件平台上开发控制算法,可满足本复合材料无人机系统的工作要求。此外,给出了航电各子系统间的布局、电缆敷设的优化方法,并对航电系统联合调试需要注意的问题进行了讨论。
- 王尔申张芝贤雷虹孙延鹏
- 关键词：航电系统电缆敷设机载传感器电磁兼容性设计
- 基于FPGA的机载PWM信号转换器仿真与实现被引量：2
- 2013年
- 无人机系统常采用脉冲宽度调制信号(PWM)控制舵机执行机构,在进行飞行控制系统闭环半物理仿真中,需要实时采集舵机控制信号作为无人机模型的控制输入,进而构成闭环仿真。提出并实现了一种以FPGA为核心的PWM信号转换器的设计,给出了PWM信号转换器各部分模块的详细设计,并用Verilog在FPGA中实现了其全部功能。在对FPGA设计的PWM信号转换器模块功能仿真和时序仿真正确后,下载到Altera开发板中进行验证。测试结果表明,利用FPGA设计的PWM信号转换器模块具有测量精度高、简单高效的特点,满足了实时仿真的要求。
- 王尔申陈士英石剑民
- 关键词：舵机控制现场可编程门阵列脉冲宽度调制
- 复合材料无人机电磁兼容设计被引量：5
- 2011年
- 研究了一种复合材料无人机系统的电磁兼容设计。在分析系统中造成电磁干扰的因素和电磁干扰的传递方式的基础上,讨论了系统设计中的屏蔽技术和静电放电防护技术,研究了复合材料电搭接的方法,分析了各子系统间的布局、布线方法对系统电磁兼容性能的影响等问题。仿真验证了数据链路天线反射板的合理尺寸。
- 王尔申张淑芳雷虹张磊
- 关键词：无人机复合材料电磁兼容电磁干扰静电放电
- 基于粒子滤波和似然比的接收机自主完好性监测算法被引量：6
- 2015年
- 由于粒子滤波算法在处理非线性系统非高斯噪声问题具有较大的优势,提出将粒子滤波算法与对数似然比方法有机结合应用于接收机自主完好性监测(Receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)中。通过粒子滤波算法对状态进行精确估计,利用对数似然比建立一致性检验统计量进行故障检测。在建立全量累加对数似然比和部分累加对数似然比检验统计值的基础上,通过比较系统各状态累加对数似然比和检测阈值之间的关系,进而对卫星故障进行检测。对算法进行了数学建模,描述了RAIM算法流程。通过实测数据对提出的RAIM算法进行验证,结果表明:粒子滤波在非高斯测量噪声情况下可以对GPS接收机状态进行精确的估计,利用对数似然比建立的一致性检验统计量能有效地检测并隔离故障卫星,验证了该算法应用于接收机自主完好性监测的可行性和有效性。
- 王尔申庞涛曲萍萍张芝贤
- 关键词：GPS粒子滤波似然比故障检测
- 低空空域通用航空飞机机载导航监视终端设计被引量：10
- 2015年
- 针对通用航空飞机低空雷达监视存在盲区及广播自动相关监视(ADS-B)设备成本高的问题,提出以"北斗"卫星导航系统和移动公共网络通信相结合的低空空域通用航空飞机导航监视系统。系统利用"北斗"/GPS双模导航接收机获取载体位置等信息,通过移动公共网络通信系统和"北斗"卫星导航系统相互补充的通信机制可靠地将机载信息发送至地面指挥中心,并能够接收地面指挥中心的指令。考虑到"北斗"卫星导航系统通信资源的问题,系统设计了在移动公共网络通信处于盲区时导航位置等信息存储功能。系统具有成本低、与其他机载设备无电气交联等特点。相关成果对我国在低空空域通用航空飞机导航监视终端的研究具有一定的参考价值。
- 王尔申佟刚庞涛
- 关键词：通用航空飞机低空空域
- 基于改进粒子滤波的GPS接收机自主完好性监测算法被引量：1
- 2014年
- 针对基本粒子滤波重采样过程中粒子权值退化和多样性丧失的问题,将遗传算法引入基于神经网络的权值调整粒子滤波算法中,结合了遗传算法全局寻优的收敛性与神经网络局部寻优的快速性优点。将提出的算法与对数似然比方法结合用于GPS接收机自主完好性监测,通过建立一致性检验统计量实现对故障卫星的检测与隔离。通过采集实测数据进行验证,结果表明:该算法可以成功检测和隔离故障卫星,其性能优于基于基本粒子滤波的接收机自主完好性监测,验证了该算法应用于GPS接收机自主完好性监测的可行性和有效性。
- 王尔申庞涛曲萍萍蔡明张芝贤
- 关键词：GPS粒子滤波遗传算法故障检测
- MCMC粒子滤波的GPS定位数据处理算法被引量：9
- 2013年
- 针对基于传统粒子滤波的GPS(Global positioning system)定位数据处理方法存在粒子退化的问题,研究了基于马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carol,MCMC)粒子滤波的GPS定位数据处理算法,引入典型的MCMC方法——Metropolis Hastings(M-H)抽样算法。利用观测伪距非高斯误差分布,建立重要密度函数,将MCMC粒子滤波与建立的GPS系统非线性状态空间模型结合。实测数据实验结果表明,MCMC粒子滤波可有效抑制粒子退化,解决了GPS定位数据滤波这一非线性非高斯问题,避免了噪声的高斯假设和非线性部分的线性化误差,与基于传统粒子滤波的GPS定位数据处理方法相比,该方法降低了定位数据经纬度和速度估计误差,获得了更高的定位精度,并能够在GPS信号质量较差情况下,对GPS定位数据有效滤波,保证载体在此期间内保持较高的位置精度。
- 王尔申蔡明庞涛
- 关键词：全球定位系统粒子滤波数据处理
- 遗传粒子滤波的GPS接收机自主完好性监测被引量：6
- 2015年
- 针对全球定位系统接收机观测噪声分布的特点和基本粒子滤波存在的粒子退化与采样枯竭问题,提出了一种基于遗传算法进行再采样粒子滤波与似然比方法有机结合的全球定位系统接收机自主完好性监测方法.建立了卫星故障检测的检验统计量,通过比较系统各状态累加对数似然比对卫星故障进行检测.将遗传算法中的选择、交叉和变异操作融入到粒子滤波中,提高了粒子滤波的精确性,在实数域内对粒子进行遗传操作,避免了遗传操作的编解码.实验表明,该算法在非高斯测量噪声下成功地检测并隔离故障卫星,提高了故障检测的性能,验证了该算法应用于全球定位系统接收机自主完好性监测的可行性和有效性.
- 王尔申张淑芳蔡明庞涛
- 关键词：全球定位系统故障检测粒子滤波遗传算法
- “北斗”导航系统和无线电台在无人机监控系统中的应用被引量：6
- 2013年
- 针对GPS系统为美国军方控制的现状,研究了以我国已具备区域导航定位的能力的"北斗"卫星导航系统和无线数传电台为核心的无人机状态监控系统。系统以MSP430系列处理器为控制单元,利用UM220"北斗"导航接收机获取无人机的状态信息,通过无线数传电台EL805将机载信息发送至地面监控中心以及接收地面监控中心的控制指令,并利用虚拟仪器软件LabVIEW开发无人机监控平台,实现无人机飞行姿态的监控。引入范数的概念对"北斗"导航定位性能进行分析。实验测试表明,该系统运行稳定,人机交互界面良好,信息化程度较高。本研究对摆脱GPS,利用"北斗"实现无人机和通用航空飞机的导航和监控具有一定的参考价值。
- 王尔申张述杰雷虹孙延鹏
- 关键词：数传电台监控软件设计
- 基于BP神经网络的粒子滤波算法被引量：6
- 2014年
- 针对粒子滤波算法中的粒子退化问题,提出了一种基于BP神经网络的提高粒子滤波多样性的算法。利用BP神经网络的非线性映射功能,通过对权值进行分裂、选择,将粒子中的小权值粒子状态作为神经网络的输入,粒子的权值作为神经网络的权值,以观测值作为神经网络的目标信号,通过多次训练增大小权值粒子的权值,从而提高粒子滤波算法粒子的多样性,改善算法的滤波性能。仿真结果表明:基于BP神经网络的粒子滤波算法的性能在有效粒子数和均方根误差参数方面优于基本粒子滤波算法,在改善滤波精度方面得到了较好的效果,验证了BP神经网络在改进粒子滤波算法中的有效性。
- 王尔申李兴凯庞涛
- 关键词：粒子滤波重采样BP神经网络
