基于MARG传感器的EKF算法可以有效地抑制MEMS陀螺精度低及陀螺漂移较大等缺陷,为MEMS陀螺的广泛应用提供了有效途径。然而MARG传感器中的磁强计容易受到外界磁场干扰,从而对融合结果产生不利影响。基于MARG传感器组成的微型姿态解算系统,提出了一种消除外界磁场干扰的抗磁干扰算法,有效地对存在磁场干扰时的姿态解算融合结果进行了优化。

销轴间隙的存在会导致液压支架工作时发生横向倾斜,严重威胁液压支架平稳运行及支护状态。在对销轴连接结构分析的基础上,提出了考虑销轴间隙的液压支架运动虚拟仿真方法。分别从单销轴连接、双销轴连接以及多销轴空间约束3个方向对支架销轴连接结构进行分析,建立了液压支架多销轴约束模型;通过Unity3D为液压支架虚拟模型添加相关物理组件,基于重力及物理碰撞作用,实现了不同销轴间隙下液压支架姿态自适应调节;考虑后连杆销轴、前连杆销轴等7个因素对液压支架横向稳定性的影响,对仿真模型进行了七因素三水平的正交试验分析,并在液压支架样机系统上进行了试验验证,结果表明仿真参数变化与实际液压支架运动参数变化基本吻合,立柱与底座连接销轴对于液压支架横向稳定性影响最大,后连杆与底座连接销轴的影响最小。该方法可为实现不...

针对移动机器人运动过程中姿态解算精度较低的问题,提出一种基于三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计的改进梯度下降算法并应用于移动机器人姿态解算中。改进梯度下降法具有计算量小、解算精度较高的优点,其通过引入动量对梯度下降过程进行加速,提升了原算法的收敛速度。通过引入加速度计信任度,有效降低了加速度计因外界因素造成的剧烈变化而带来的误差。实验结果表明:在加速度计有干扰与未有干扰的情况下,改进算法相较于传统算法的精度分别约提高了3°与0.5°。

在机器人惯性导航研究中,针对传统滤波方法在非线性系统模型下误差大的问题,提出了一种基于改进粒子滤波的机器人姿态解算方法。粒子滤波精度较高且不受系统模型非线性程度的影响,与扩展卡尔曼滤波算法相比在非线性系统应用中有巨大的优势。使用扩展卡尔曼滤波对系统状态进行预测,使粒子分布向高似然区移动。对粒子滤波算法的重采样过程进行了改进,提升了算法的效率。不同的地面环境下系统噪声有较大变化,将地面环境信息作为观测信息融合到系统中,对算法参数进行实时修正能够获得更高的精度。实验结果表明,应用此算法进行姿态解算精度较高,且性能优异。

针对四旋翼飞行器MEMS惯性测量单元姿态估计过程中存在的漂移和噪声问题,提出了一种基于互补滤波的改进算法。建立了以MPU9250为姿态测量单元的四旋翼飞行器测试平台。分别在静态和动态条件下,收集和比较了不同方法获得的姿态数据,包括信息融合的卡尔曼滤波算法,传统互补滤波的数据融合,以及改进的滤波融合算法。实验结果表明,改进的姿态融合算法在不同条件下具有较高的估计精度和最终姿态角的漂移和噪声误差较小的优点,易于在低成本的飞机控制系统中实现。