基于自适应EKF的平台漂移误差模型参数仿真研究

基于惯性平台漂移误差模型是一个复杂的非线性系统，文中引用自适应EKF算法对惯性平台漂移误差模型进行了分析研究，对模型中的某些重要误差参数进行了计算机仿真，并对仿真结果进行了分析。分析表明：该算法寸以很好地实现对平台漂移误差模型参数的辨识。     

振动基座下的平台漂移运动建模与仿真研究

文中引进了一个描述基座受阵风影响而产生振动的数学模型,并详细推导了在这种振动干扰下的平台漂移运动方程及误差模型,将传感器输出值与振动干扰建立关系,为振动基座下平台精确标定提供了理论依据.同时还用VC＋＋建立了仿真系统,分析了振动对平台漂移、平台误差角及传感器输出值的影响.     

惯性平台系统误差的自补偿

提高惯性平台使用精度的途径之一是和计算机实时补偿平台误差的系统分量。首先介绍了仪表和平台误差模型，重点讨论如何从３个含有测量误差，安装误差和基准漂移误差的加速度计输出信号中，分离出载体飞行加速沿制导坐标系三轴的分量。对由于惯性基准的漂移而上起的载体姿态角的测量误差也进行了分析。     

惯性平台的"三自"技术及其发展

惯性平台的“三自”（自主功能检测,自主误差标定,自主初始对准）技术使平台摆脱了笨重的地面设备和复杂的地面操作,使载体的机动性、快速性有显著提高,研制及发射费用明显降低,具有重要应用价值和意义。本文概述了“三自”技术的产生与发展,讨论了其中关键难点与一般解决措施,并对“三自”技术的进一步发展做了展望,认为惯导系统发展的一个重要趋势是测控数字化、功能自主化和系统智能化。     

惯性平台对准误差源的研究

针对三轴挠性惯性平台,经过理论上的推导和分析,平台对准的误差源主要包括陀螺的安装误差、加速度计零位误差、陀螺力矩器刻度系数误差.其中在陀螺满足技术要求情况下,无证采取哪种数据处理方法,都不能消除陀螺安装误差对系统对准精度的影响;而加速度计零位误差、陀螺力矩器刻度系数误差,只对采用双轴测试数据进行处理得到的结果产生影响.     

导弹惯性平台射前自标定技术

文中通过对导弹惯性平台特点的研究,提出了在一次通电前提下,基于小角度转动,实现平台误差系数标定的方案,给出了惯性平台误差系数标定的方法和公式解算。平台射前自标定主要是依靠平台自身的条件和特性来完成的,而不依靠任何外部转台。利用平台的一次通电特性对导弹的误差进行分离补偿,是提高导弹武器命中精度的经济而可行的方案,同时也提高了武器系统的机动性。     

无模型自适应控制策略在惯性平台调平系统上的应用

由于传统PID在实现惯性平台调平系统对自适应控制的要求时存在不足,本文提出了一种基于无模型自适应(MFA)的控制方式,以满足系统对输入信号作出快速平稳响应,以及克服不同平台不同参数对系统所造成干扰的要求.实验证明,当系统参数在一定范围变化时,所设计的控制器仍能保证系统具有良好的控制性能,克服由于建模不精确所带来的误差,以及系统在运行过程中,由于受外界干扰而使系统参数发生变化的问题.     

平台式惯性/星光组合系统斜置对准方法

采用星敏感器内置于惯性平台方案的惯性/星光组合系统需要在发射时将星敏感器对准目标恒星。提出一种通过控制平台转位实现恒星射前对准的平台斜置对准方案,并开展相应的误差分析,最后通过试验验证了方案的有效性。     

先进惯性参考球的方位鉴定技术

大多数框架式平台,鉴定其初始对准的标准方法,不是采用光学方法来监控稳定的平台,就是移动惯性平台(如:火箭撬测试)来测量其纵横向误差。令人遗憾的是,先进惯性参考球是一个液浮、球型的惯性平台,没有光学信息接至平台。因此,唯一的姿态信息是一个比较粗糙的读出系统,以此提供信息至导弹自动驾驶仪。本文提出了一种技术,用这种技术来校准姿态系统和鉴定先进惯性参考球平台的方位瞄准。值得注意的是,所提出的技术不仅使先进惯性参考球平台的方位瞄准与天文参考系精确地连系起来,而且既没有与方位瞄准机构,也没有与控制的卡尔曼滤波器及其与平台的相互作用发生矛盾。     

无模型自适应控制策略在惯性平台调平系统上的应用

由于传统PID在实现惯性平台调平系统对自适应控制的要求时存在不足，本文提出了一种基于无模型自适应（MFA）的控制方式，以满足系统对输入信号作出快速平稳响应，以及克服不同平台不同参数对系统所造成干扰的要求。实验证明，当系统参数在一定范围变化时，所设计的控制器仍能保证系统具有良好的控制性能，克服由于建模不精确所带来的误差，以及系统在运行过程中，由于受外界干扰而使系统参数发生变化的问题。     

基于惯性系下陀螺误差在线估计修正的惯性与星光组合导航方法

传统惯性与星光组合通常需要将惯性系下的星光姿态信息转换到导航坐标系进而与惯性导航系统进行姿态组合,由于姿态信息转换过程中通常需要引入地理位置信息实现转换,从而不可避免地引入转换误差,无法充分发挥高精度星光姿态信息对惯性导航误差的修正作用。考虑到陀螺原始输出信息和星光姿态信息均能直接在惯性参考坐标系下测量获得,设计了一种基于惯性系下陀螺误差在线估计修正的惯性与星光组合导航方案。通过建立基于惯性系下陀螺误差估计修正的惯性与星光组合导航数学模型,直接在惯性系下对陀螺漂移误差进行在线开环跟踪估计;通过对陀螺误差实时修正,能够有效减小由于陀螺漂移所带来的惯性导航系统解算误差。仿真结果表明,该方案能够有效估计出陀螺的漂移误差,进而有效提高了惯性导航系统精度。     

星光-惯性复合制导系统

本文针对弹道式导弹机动发射产生的初始定位、定向误差及惯导系统基准坐标漂移产生的落点偏差论述了采用星光跟踪器与惯导系统并用所能达到的三个目的。同时,也论述了星光跟踪器装在惯性平台上和星跟踪器捷联装在导航装置底板上的优缺点,以及采用双星跟踪器与惯性平台并用的必要性。本文也论述了导弹飞行试验前,“星光—惯性复合制导系统”必须做的几种试验及其需要的几种必备的试验设备。     

用火箭橇测试数据来鉴定先进惯性基准球惯性测量装置的精度

1981年～1982年,在新墨西哥州霍洛曼空军基地进行了一系列火箭撬试验。火箭橇上带有一台预先研制阶段的先进惯性基准球(AIRS)惯性测量装置(IMU)。将来自 IMU 的遥测数据与来自霍洛曼空军基地空间/时间测量系统的数据相结合,以鉴定 IMU 性能。研究了鉴定方案,以便为校准误差源修正 IMU 数据;用空间/时间数据去同步 IMU 数据,并计算出轨道比较量。这些轨道比较量作为卡尔曼滤波器估算法的可观测量,以便提供模型化的 IMU 误差的估值。精确火箭橇试验数据提供了方位对准误差的估算。它们也揭示了一种加速度表计算误差在系统性校准中的误差。本文叙述了为 AIRS 火箭橇试验研制的事后处理测试数据的鉴定技术,并提供了 AIRS 与空间/时间速度比较的例子,以及作为 IMU 误差指示的重要性说明。     

阻尼状态下捷联惯导系统组合导航方法探讨

惯性导航系统在干扰量的作用下,会产生周期性的振荡误差及随时间积累的误差。引入阻尼网络可以对系统振荡误差进行阻尼。而利用外界位置或速度信息则可以修正随时间积累的误差。选择合适的阻尼网络,建立阻尼状态下系统的误差方程,是对长航时激光捷联惯导系统在阻尼状态下的组合导航方法进行分析的基础。计算机仿真和工程试验结果表明：与无阻尼时的导航结果相比,该方法能够一定程度上抑制误差的振荡和随时间的积累,提高了系统的精度。     

惯性平台对准误差源的研究

针对三轴挠性惯性平台，经过理论上的推导和分析，平台对准的误差源主要包括：陀螺的安装误差、加速度计零位误差、陀螺力矩器刻度系数误差。其中在陀螺满足技术要求情况下，无证采取哪种数据处理方法，都不能消除陀螺安装误差对系统对准精度的影响；而加速度计零位误差、陀螺力矩器刻度系数误差，只对采用双轴测试数据进行处理得到的结果产生影响。     

惯性平台小角度转动自标定方案研究

针对某型导弹惯性平台特点,利用平台一次通电随机误差小的特性,提出了如何在临射状态快速准确地分离平台静态漂移误差系数的方案和算法。该方案基于平台台体小角度转动,采用最小二乘法进行数据处理,有效地实现了快速性和准确性的统一。该方案的实施有助于提高该型号导弹武器的生存能力和战斗力。     

非全姿态惯性平台射前速率自标定技术研究

为实现某型导弹非全姿态惯性平台射前自标定,提出了一种非全姿态惯性平台射前速率标定方案,在确定平台误差模型的基础上,充分利用平台自身的特点,通过增加小型测控设备,在平台转动过程中,实现开环测试与闭环测试同步进行,使平台转动一次即可激励和标定出误差模型中的所有系数,大大缩短了测试时间,很好地解决了射前标定精确性与快速性的矛盾.分析表明,该方案具有实际工程应用价值.     

潜射导弹捷联惯性平台快速调平补偿方案研究

潜射导弹在动基座上发射,由于动基座的非匀速运动,给弹上制导平台的调平带来了误差.通过对加速度的干扰进行定量分析,推出了动基座运动加速度干扰产生的调平等效误差角,给出了一种快速调平补偿方案.     

基于重力矢量测量的惯性平台摇摆动态精度测试方法研究

为了准确高效地评估高精度惯性平台的摇摆动态精度,提出了一种基于重力矢量测量的惯性平台摇摆动态精度测试方法。惯性平台台体在摇摆过程中稳定在惯性空间,通过安装在平台台体上的3个正交方向的石英加速度计测量重力矢量,重力矢量在台体上的投影角直接反映平台台体的姿态变化,根据测量方法误差及石英加速度计输出特性进行姿态解算,并通过计算惯性平台动静漂移率之差得到惯性平台的摇摆动态精度。惯性平台的摇摆试验结果表明,基于重力矢量测量的惯性平台摇摆动态精度测试方法稳定性好、可信度高,并在误差控制方面明显优于传统的摇摆测试方法。     

平台单星方案原理及仿真研究

从原理上论述星光惯性制导平台单星方案,推导利用星敏感器的测量值来修正导弹因初始定位定向误差、惯性器件的漂移等引起落点偏差的相关公式,对各误差项进行数值仿真计算,分析平台单星方案对各误差项的修正效果,并讨论所选星体偏离最佳星方位的角度对落点偏差的影响.