梯度动态补偿的无人机姿态解算算法

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针对目前无人机(UAV)姿态解算精度问题,提出了一种基于RMSprop算法的动态步长梯度下降姿态解算算法。算法先利用陀螺仪求解四元数微分方程输出数据,测量物体坐标系下的三轴欧拉角变化率进而得到姿态四元数率;然后利用RMSprop算法进行姿态解算。基于上述理论,采取多传感器数据融合,通过RMSprop算法对姿态四元数进行动态步长寻优估计,增强小型无人机飞行器姿态解算的动态性能,提高无人机的飞行性能、抗干扰性和可靠性。通过传感器数据进行分析对比实验,实验结果表明:该算法具有较高的姿态解算精度和较好的实时跟踪性
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为研究基于光电倍增管(PMT)和电流放大器的光电检测系统故障诊断,提出了一种基于电流放大器输出信号波形特征的故障诊断方法。通过分析电流放大器电路不同故障状态下的输出电压波形变化特征,建立了相应的故障模型。使用小波包分解和基于粒子群优化(PSO)算法的支持向量机(SVM)模型分别提取和分类电流放大器输出电压波形特征向量,从而判断故障类型。仿真结果表明:在电流放大器电路的单、双故障情况下,PSO-SVM模型能够快速有效地对故障类型进行诊断分类,并具有极高的准确率。
针对隧穿磁效应重力传感器中磁场干扰的问题,提出一种以高频脉冲磁场代替恒定磁场的磁干扰抑制方法。首先分析了隧穿磁效应重力传感器的工作原理,建立通电线圈磁场分布模型;其次,引入高频脉冲电流产生高频脉冲磁场以代替恒定磁场,建立磁场强度与输入加速度之间的数学模型,并设计了隧穿磁效应重力传感器的检测电路,推导了电路输出电压与输入加速度之间的数学关系式;最后利用ANSYS和Maxwell软件分别对隧穿磁效应重力传感器的模态和电磁抗干扰性能进行仿真。仿真结果表明:当存在环境地磁场、有加速度沿敏感轴正向输入时,高频脉冲电
针对自主开发的六自由度绳索牵引式上肢康复机器人本体,设计了一种基于伺服电机和计算机可编程自动化控制器(CPAC)的多电机控制系统。系统由上位机模块、控制模块、执行模块等组成。针对单关节、多关节康复训练动作,分别采用Jog运动模式和Follow运动模式,结合插补算法实现了康复动作的控制;并借助光学动作捕捉系统验证了控制系统的准确性、稳定性。结果表明:单关节、多关节动作的最大绝对误差分别不超过5 mm和6 mm,随着康复训练动作角速度的增加,最大绝对误差虽有所增大,但增幅较为平缓,这表明控制系统能够实现对单关
提出微光机电系统陀螺仪的光学检测方法,设计了由光栅耦合器、回音壁模式谐振腔和光波导组成的微光学检测器件,实现与盘式谐振陀螺仪的单片集成。理论分析了谐振腔的谱线漂移和耦合机制,通过调整结构参数得到品质因数为5 303.1。分析了光栅周期、刻蚀深度、入射角和上包层对光栅耦合器耦合效率的影响,通过不断优化调整最终实现了51.5%的水平耦合。最后对实验测试结果进行讨论。
针对植物纤维因其纤长且坚韧在造纸和防治工业中应用受限的问题,从腐烂菜堆中筛选到分离得到纤维脱胶菌株RJ6,将该菌接种到以苎麻汁为唯一有机营养成分的培养基中对苎麻进行脱胶实验,对其进行了形态鉴定、生理生化特性实验以及16S rDNA序列的比对,并对菌株的发酵条件进行优化。测得接种RJ6菌株实验组相对于对照组的脱胶率达到91%,说明RJ6对植物纤维原料有高效的脱胶作用。对菌株的发酵条件进行优化,显示RJ6菌株在转速160 r/min、接种量5%、温度37℃和起始pH 7.0条件下保持一个高水平的发酵。形态鉴定
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为解决室内环境中移动机器人使用单一传感器定位精度低和稳定性差的问题,提出了一种融合了轮式里程计、惯性测量单元(IMU)、超宽带(UWB)和激光雷达定位数据的多传感器融合定位方法。基于扩展卡尔曼滤波(EKF)算法和自适应蒙特—卡罗定位(AMCL)算法,依次对不同传感器定位数据进行融合。实验结果表明:多传感器融合有助于室内移动机器人获得更精确的定位和较好的定位稳定性。
从传感器对肺癌标志物挥发性有机物的灵敏度和选择性等方面,综述了几种肺癌早期筛查和诊断用传感器的研究现状和发展前景。指出提高传感器在痕量气体中的灵敏度、保证传感器在室温条件下正常工作以及在相对湿度环境的选择性仍然是接下来的研究重点,同时需要加大针对不同发病进程肺癌患者呼吸气体的检测,建立有机物的浓度与肿瘤发病进程关系模型,为临床筛查和诊断工作提供理论基础。
为了降低新能源纯电动汽车中电动助力转向系统的电能消耗,提出一种基于改进细菌觅食优化(IBFO)算法的功率优化控制策略。建立电动助力转向系统动态模型和车辆模型,通过改进细菌觅食算法的趋化操作和迁徙操作,提高了算法的收敛速度和精度。采用时间误差绝对积分函数评价细菌觅食算法的收敛性。分别进行MATLAB/SIMULINK仿真和硬件在环试验,测试结果表明:改进后的细菌觅食算法控制器能够更加有效地降低助力电机的功率,减少了转向过程中助力电机功耗。