捷联式航姿系统中四元素算法Kalman滤波器的实现研究

本文基于四元素算法推导了姿态算法和捷联惯导系统误差模型,并设计了Kalman滤波器。在此基础上分析了误差模型的随机噪声补偿和提出了航向修正。仿真结果表明,本文讨论的这种Kalman滤波器能保证航向精度,具有实际应用意义。     

无陀螺捷联惯导系统现状及发展研究

结合国内外的研究文献,对无陀螺捷联惯性导航系统(GFSINS)的研究进行总结,分析了其导航和力学原理.介绍了三种无陀螺惯性测量单元加速度计配置方案,分别就其典型配置进行了重点分析.最后,对该技术的未来研究方向进行了展望.     

基于Ozone算法的GPS大地坐标变换

基于Ozone算法的GPS大地坐标变换,采用WGS-84地心坐标系.其基本参数包括椭球体长/短半轴和体扁率、地球引力常数及自转角速度等.该算法无需迭代,即可由大地直角坐标直接求出地理坐标.其算例只考虑经纬度二维情况可满足精度要求,并提高数据处理效率.     

捷联惯导系统中卡尔曼滤波器的降维状态观测器设计

最优控制系统如捷联惯导系统都离不开状态反馈。然而系统的状态变量并不都是易于直接检测到的，这就需要状态观测器。本文基于减轻导航计算机计算负担和降低成本的考虑，提出卡尔曼滤波器的降维观测器的设计，并且讨论了误差模型的噪声补偿和降低估值误差的方法。     

一种新型的扩张状态观测器

提出一种新型的扩张状态观测器。将作用于实际运行环境中的非线性系统的内外扰归结为“未知扰动”，利用输入输出数据对系统的状态变量及扩张的状态变量进行实时估计并补偿。仿真结果表明，这种新型的扩张状态观测器可以很好地消除系统的内外扰动影响，具有一定的实际应用价值。     

导弹飞行中无陀螺惯导系统的误差分析

导弹飞行时，无陀螺惯导系统存在模型误差和系统误差。通过研究系统的数学模型。分析了系统的模型误差；在一种9加速度计配置方案的研究基础上,采用线性化Kalman滤波。抑制系统误差的积累。仿真结果表明．线性化Kalman滤波对系统误差有较好的抑制作用。     

舰艇非理想状态航行时加速度计的信号滤波

舰艇在非理想状态下航行时,惯导系统中的非线性因素不能忽略,且加速度计的量测信号夹杂许多不同类型的复杂噪声信号.本文设计一种首先对加速度计的量测信号进行非线性滤波,再用低通滤波器来提取其有用的信号方法.仿真结果表明:这种方法是可行的.     

潜艇非线性控制研究

在海洋中航行的潜艇是典型的非线性系统,基于潜艇的运动方程,选择适当的状态反馈规律,使得潜艇非线性系统实现输入／输出线性化;进而利用近似线性化原理,选择合适的控制规律,保证线性化后的系统稳定。由处理后的输入／输出方程可见,该方法获得了线性化及稳定的系统,可有效满足潜艇非线性控制。     

带约束的电罗经航向自适应模型H_∞估计算法

舰艇在航行时受到风、浪以及摇摆等外部干扰,使电罗经航向输出不稳而产生误差.当舰艇机动时此现象更为明显,而且航向输出滞后于舰艇实际航向.为减小该误差以提高机动后的电罗经指向精度,本文首先推导出电罗经主轴的标准运动方程,并将其作为理想的约束条件.其次,采用自适应四参数估计法对电罗经航向数据建立模型,并进行有效预测.最后将H∞估计理论与最速跟踪微分器结合在一起,通过Riccati方程构造出合适的H∞误差约束乘子,开发出实时的H∞约束估计算法.实测数据与计算结果的对比,表明该算法能够实现电罗经航向的稳定输出.     

惯导系统动态数据预处理方法研究

采用多项式平滑方法对惯导系统的动态数据进行预处理,降低了各种噪声对数据处理的影响.仿真结果表明该方法对数据的平滑处理效果明显,具有一定的可行性.