隨著各個國家對海洋資源的重視程度日益增加,海洋沖突不斷升級。該問題造成了各個國家加大力度對周圍海洋資源進行探測、監(jiān)控、情報收集等方面的工作,因此無人艇的發(fā)展開始越來越受到重視。而導航系統(tǒng)作為無人艇中最為重要的一環(huán),決定著無人艇航行時的精確度和有效性能。如何利用好常見的導航設(shè)備,提出綜合有效的導航方案,提供精度較高的實時、持續(xù)的位置和速度等信息,是當前無人艇中的導航系統(tǒng)迫切需要解決的一個問題。而這一問題的有效解決方法是采用容錯組合導航系統(tǒng)。容錯組合導航系統(tǒng)能夠可靠工作的關(guān)鍵是具有故障檢測功能并且可以對系統(tǒng)進行重構(gòu)。本文主要對無人艇的SINS/GPS/DVL容錯組合導航方法進行研究,以導航系統(tǒng)的信息融合理論為基礎(chǔ),改進其中常規(guī)子濾波器的濾波性能,并設(shè)計基于支持向量機的智能故障檢測模塊,從而增加水面無人艇中導航系統(tǒng)的精確度、智能性、容錯性和自適應(yīng)性。首先,介紹了無人艇容錯組合導航中的核心濾波算法,分析了無人艇選用的捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)(SINS)、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GPS)和多普勒計程儀(DVL)這三種導航設(shè)備的工作原理、特征及其誤差特點。然后,針對無人艇在由于自身艇體較小,易受到海浪等外部環(huán)境...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外進展情況
        1.2.1 無人艇的發(fā)展情況
        1.2.2 容錯組合導航技術(shù)的發(fā)展情況
    1.3 主要工作和內(nèi)容
第2章 模糊自適應(yīng)濾波與聯(lián)邦濾波理論
    2.1 模糊自適應(yīng)卡爾曼濾波
        2.1.1 常規(guī)卡爾曼濾波基本方程
        2.1.2 模糊自適應(yīng)卡爾曼濾波器原理
        2.1.3 系統(tǒng)的模型描述及其離散化
    2.2 聯(lián)邦濾波算法原理
        2.2.1 聯(lián)邦濾波器的數(shù)學描述
        2.2.2 聯(lián)邦濾波器的工作流程
    2.3 聯(lián)邦濾波結(jié)構(gòu)選擇及容錯性分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 無人艇導航設(shè)備原理及誤差建模
    3.1 慣性導航系統(tǒng)
        3.1.1 慣性導航系統(tǒng)工作原理
        3.1.2 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差建模及仿真
    3.2 全球定位系統(tǒng)(GPS)
        3.2.1 全球定位系統(tǒng)定位原理
        3.2.2 全球定位系統(tǒng)誤差分析
        3.2.3 全球定位系統(tǒng)誤差建模及仿真
    3.3 多普勒計程儀(DVL)
        3.3.1 多普勒計程儀測速原理
        3.3.2 多普勒計程儀誤差建模
    3.4 本章小結(jié)
第4章 無人艇組合導航系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真
    4.1 SINS/GPS/DVL組合導航系統(tǒng)聯(lián)邦濾波器結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 SINS/GPS/DVL組合導航系統(tǒng)設(shè)計模式
    4.3 SINS/GPS/DVL中各子濾波器濾波模型的建立
        4.3.1 SINS/GPS組合導航系統(tǒng)方程的建立
        4.3.2 SINS/DVL組合導航系統(tǒng)方程的建立
    4.4 模糊自適應(yīng)子濾波器設(shè)計及仿真
        4.4.1 模糊推理系統(tǒng)設(shè)計
        4.4.2 模糊自適應(yīng)子濾波器仿真
    4.5 聯(lián)邦濾波器主濾波器設(shè)計
    4.6 SINS/GPS/DVL組合導航系統(tǒng)仿真
    4.7 本章小結(jié)
第5章 智能故障檢測算法設(shè)計及仿真
    5.1 支持向量機理論
        5.1.1 統(tǒng)計學習理論
        5.1.2 支持向量機
    5.2 基于支持向量機的容錯組合導航系統(tǒng)設(shè)計
        5.2.1 支持向量機智能故障檢測方法設(shè)計
        5.2.2 SINS/GPS/DVL容錯組合導航系統(tǒng)設(shè)計
    5.3 SINS/GPS/DVL容錯組合導航系統(tǒng)仿真
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3795725