發(fā)布時(shí)間：2023-12-26 19:45

　　研究設(shè)計(jì)高旋轉(zhuǎn)環(huán)境下高精度捷聯(lián)慣導(dǎo)算法，是常規(guī)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的捷聯(lián)算法以向量代數(shù)為理論基礎(chǔ)，把剛體的平移運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)分開解算，即應(yīng)用方向余弦矩陣或四元數(shù)研究轉(zhuǎn)動(dòng)問題，應(yīng)用向量解決平移問題。在捷聯(lián)算法的工程實(shí)現(xiàn)中需分別設(shè)計(jì)姿態(tài)更新算法和比力積分算法，這種算法破壞了剛體在空間運(yùn)動(dòng)的完整性，在高動(dòng)態(tài)高旋轉(zhuǎn)的環(huán)境下難以滿足高精度的要求。 本文將螺旋理論應(yīng)用到捷聯(lián)算法設(shè)計(jì)中，利用對(duì)偶四元數(shù)這種數(shù)學(xué)工具將姿態(tài)更新計(jì)算和速度更新計(jì)算整合起來，確保了計(jì)算過程中剛體空間運(yùn)動(dòng)的完整性，降低了捷聯(lián)算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，研究了基于對(duì)偶四元數(shù)的捷聯(lián)慣導(dǎo)算法。研究?jī)?nèi)容主要有：研究了應(yīng)用對(duì)偶四元數(shù)表征剛體空間運(yùn)動(dòng)的方法；推證了螺旋矢量微分方程并設(shè)計(jì)了螺旋環(huán)境下的螺旋補(bǔ)償算法；編排了基于對(duì)偶四元數(shù)的捷聯(lián)慣導(dǎo)算法；比較了傳統(tǒng)算法與對(duì)偶四元數(shù)算法在形式及本質(zhì)上的異同；最后，模擬彈道軌跡，對(duì)算法進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果表明應(yīng)用高子樣的螺旋算法能夠提高算法的解算精度，在相同子樣數(shù)的情況下，螺旋算法的解算精度要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)矢量算法。在高旋轉(zhuǎn)環(huán)境下，基于對(duì)偶四元數(shù)的捷聯(lián)慣導(dǎo)算法的解算...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 對(duì)偶四元數(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 全文組織結(jié)構(gòu)
2 對(duì)偶四元數(shù)理論基礎(chǔ)
    2.1 四元數(shù)理論基礎(chǔ)
        2.1.1 四元數(shù)基本概念及運(yùn)算法則
        2.1.2 四元數(shù)與姿態(tài)矩陣的關(guān)系
        2.1.3 四元數(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)微分方程及其解算
    2.2 對(duì)偶四元數(shù)理論基礎(chǔ)
        2.2.1 對(duì)偶數(shù)
        2.2.2 對(duì)偶四元數(shù)
        2.2.3 旋量
        2.2.4 對(duì)偶四元數(shù)表征剛體運(yùn)動(dòng)的方法
        2.2.5 對(duì)偶四元數(shù)微分方程及求解
        2.2.6. 仿真驗(yàn)證
    2.3 本章小結(jié)
3 基于對(duì)偶四元數(shù)的捷聯(lián)慣導(dǎo)算法編排
    3.1 螺旋矢量算法
        3.1.1 螺旋矢量與姿態(tài)位置對(duì)偶四元數(shù)的關(guān)系
        3.1.2 螺旋矢量微分方程
        3.1.3 螺旋矢量微分方程的求解
    3.2 螺旋算法系數(shù)優(yōu)化
        3.2.1 螺旋環(huán)境的設(shè)置
        3.2.2 螺旋算法多子樣解中的系數(shù)優(yōu)化
    3.3 對(duì)偶四元數(shù)微分方程的捷聯(lián)慣導(dǎo)算法編排
        3.3.1 算法編排
        3.3.2 螺旋矢量更新對(duì)偶四元數(shù)
        3.3.3 導(dǎo)航參數(shù)的提取
    3.4 本章小結(jié)
4 對(duì)偶四元數(shù)算法分析
    4.1 對(duì)偶四元數(shù)算法與傳統(tǒng)算法的比較
        4.1.1 螺旋矢量微分方程與旋轉(zhuǎn)矢量微分方程的比較
        4.1.2 對(duì)偶四元數(shù)與四元數(shù)微分方程的一致性
    4.2 螺旋矢量?jī)?yōu)化算法與傳統(tǒng)優(yōu)化算法的比較
        4.2.1 圓錐補(bǔ)償與劃船補(bǔ)償
        4.2.2 螺旋補(bǔ)償與圓錐/劃船補(bǔ)償?shù)年P(guān)系
    4.3 本章小結(jié)
5 計(jì)算機(jī)仿真分析
    5.1 彈道模擬
    5.2 仿真結(jié)果及分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)及展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3875440