本文關(guān)鍵詞：基于單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)的自主變形測量轉(zhuǎn)動(dòng)解調(diào)技術(shù)研究

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【摘要】：傳統(tǒng)自主變形測量方法需要分別在船體主慣導(dǎo)附近和待測點(diǎn)各安裝一套激光陀螺組合體(LGU),為簡化變形測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、節(jié)約成本,論文研究了基于單軸旋轉(zhuǎn)激光陀螺慣導(dǎo)的自主變形測量方法。針對(duì)該方法,主要做了以下研究工作:1.研究了基于單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)和LGU的船體自主變形測量方法。研究了單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)陀螺數(shù)據(jù)中旋轉(zhuǎn)量的解調(diào)算法,從理論及仿真實(shí)驗(yàn)兩方面對(duì)比分析了基于方向余弦微分法和四元數(shù)法兩種解調(diào)算法的誤差影響。2.推導(dǎo)了陀螺零偏、標(biāo)度因子誤差、非正交安裝誤差、編碼器測量誤差、轉(zhuǎn)軸方向誤差與變形測量誤差之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,并設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)研究了各類誤差對(duì)變形測量的影響效果。3.根據(jù)單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制原理,建立了旋轉(zhuǎn)調(diào)制情況下船體變形測量的卡爾曼濾波方程,克服了傳統(tǒng)變形測量算法在旋轉(zhuǎn)調(diào)制情況下無法對(duì)水平方向陀螺零偏進(jìn)行正常估計(jì)的缺陷。4.研究了靜態(tài)條件下和船體系泊狀態(tài)下,單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)轉(zhuǎn)軸方向的標(biāo)定方法,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。5.利用單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)、LGU和運(yùn)動(dòng)仿真臺(tái),對(duì)主慣導(dǎo)無旋轉(zhuǎn)和單軸旋轉(zhuǎn)兩種情況下的變形測量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩種方法的測量結(jié)果基本一致,證明了旋轉(zhuǎn)解調(diào)算法的有效性和變形測量方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo) 艦船形變測量 旋轉(zhuǎn)解調(diào) 卡爾曼濾波 轉(zhuǎn)軸標(biāo)定
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U666.1;TN96
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-14
• 1.2.1 船體自主變形測量研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢12-13
• 1.2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)解調(diào)及其誤差補(bǔ)償方法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第二章 船體變形自主測量原理16-23
• 2.1 基于捷聯(lián)LGU的自主變形測量原理16-21
• 2.1.1 卡爾曼濾波的觀測方程16-19
• 2.1.2 卡爾曼濾波的狀態(tài)方程19-21
• 2.2 基于單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)的自主變形測量原理21-23
• 第三章 旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)解調(diào)算法研究23-29
• 3.1 坐標(biāo)系定義23
• 3.2 基于方向余弦微分的轉(zhuǎn)動(dòng)解調(diào)算法23-25
• 3.3 基于四元數(shù)的轉(zhuǎn)動(dòng)解調(diào)算法25-26
• 3.4 兩種旋轉(zhuǎn)解調(diào)算法對(duì)比26-29
• 第四章 轉(zhuǎn)動(dòng)解調(diào)誤差因素及其影響分析29-56
• 4.1 陀螺零偏及標(biāo)度因子誤差影響分析29-37
• 4.1.1 激光陀螺輸出模型29-30
• 4.1.2 陀螺零偏誤差分析30-31
• 4.1.3 零偏對(duì)變形測量的影響31-34
• 4.1.4 陀螺標(biāo)度因子誤差分析34
• 4.1.5 標(biāo)度因子誤差對(duì)變形測量的影響34-37
• 4.2 非正交安裝誤差影響分析37-43
• 4.2.1 非正交安裝誤差影響分析37-38
• 4.2.2 非正交安裝誤差對(duì)變形測量的影響38-43
• 4.3 編碼器誤差影響分析43-48
• 4.3.1 光柵環(huán)安裝偏心誤差44-45
• 4.3.2 光柵環(huán)安裝傾斜誤差45-46
• 4.3.3 轉(zhuǎn)軸徑向跳動(dòng)誤差46
• 4.3.4 編碼器誤差對(duì)變形測量的影響46-48
• 4.4 轉(zhuǎn)軸方向誤差影響分析48-52
• 4.4.1 轉(zhuǎn)軸方向誤差分析49-51
• 4.4.2 轉(zhuǎn)軸方向誤差對(duì)變形測量的影響51-52
• 4.5 單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)不同轉(zhuǎn)速的影響分析52-54
• 4.5.1 轉(zhuǎn)動(dòng)引起的誤差效應(yīng)分析52-53
• 4.5.2 不同轉(zhuǎn)速情況下誤差效果仿真53-54
• 4.6 誤差綜合效應(yīng)分析54-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 第五章 旋轉(zhuǎn)解調(diào)主要誤差補(bǔ)償方法及實(shí)驗(yàn)研究56-69
• 5.1 陀螺零偏補(bǔ)償方法研究56-58
• 5.1.1 旋轉(zhuǎn)調(diào)制時(shí)Kalman濾波方程的建立56-57
• 5.1.2 零偏誤差補(bǔ)償后效果57-58
• 5.2 轉(zhuǎn)軸方向標(biāo)定方法研究58-64
• 5.2.1 靜態(tài)條件下轉(zhuǎn)軸方向標(biāo)定及實(shí)驗(yàn)研究58-60
• 5.2.2 系泊狀態(tài)下轉(zhuǎn)軸方向標(biāo)定方法研究60-64
• 5.3 單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)的船體變形半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)研究64-68
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建64-65
• 5.3.2 無動(dòng)態(tài)變形情況下變形測量實(shí)驗(yàn)65-67
• 5.3.3 有動(dòng)態(tài)變形情況下變形測量實(shí)驗(yàn)67-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 本文完成的工作及研究結(jié)論69-70
• 6.2 下一步研究工作70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果76

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本文編號(hào)：863774