基于多傳感器融合的TBM姿態(tài)角測(cè)量方法
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【摘要】:為了解決傾角儀在硬巖掘進(jìn)過(guò)程中強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境下的失效問(wèn)題,基于傾角儀輸出精度高、微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)陀螺儀抗振動(dòng)強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),提出了多傳感融合的姿態(tài)測(cè)量方法.采用Allan方差方法建立MEMS陀螺儀的隨機(jī)誤差模型,并用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法對(duì)陀螺儀的零漂進(jìn)行有效估計(jì)和補(bǔ)償,在傾角儀失效情況下采用修正過(guò)的陀螺儀數(shù)據(jù)計(jì)算掘進(jìn)機(jī)的姿態(tài)角.仿真和實(shí)驗(yàn)表明:該算法能有效實(shí)現(xiàn)振動(dòng)環(huán)境下姿態(tài)測(cè)量的計(jì)算,保證多傳感器融合系統(tǒng)誤差不超過(guò)0.06°.
【作者單位】: 華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】: 多傳感器融合 姿態(tài)測(cè)量 傾角儀 微型機(jī)電系統(tǒng)陀螺儀 擴(kuò)展卡爾曼濾波 隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)
【基金】:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2013CB035405)
【分類號(hào)】:U455.39
【正文快照】: 在硬巖掘進(jìn)過(guò)程中破巖沖擊載荷的強(qiáng)振動(dòng)使得姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)中的傾角儀[1]難以可靠地工作.為確保隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)沿著設(shè)計(jì)隧道推進(jìn),對(duì)其姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)高精度測(cè)量、強(qiáng)振動(dòng)下有效識(shí)別并提取掘進(jìn)過(guò)程的姿態(tài)信息成為必須解決的問(wèn)題.雙軸傾角儀具有體積小、精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),但在
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本文編號(hào):463363
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