【摘要】：無(wú)陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)舍棄了陀螺，通過(guò)加速度計(jì)構(gòu)成的無(wú)陀螺慣性測(cè)量單元的比力輸出，來(lái)計(jì)算得到運(yùn)載體角運(yùn)動(dòng)信息,具有成本低、壽命長(zhǎng)、耗能低和不需要啟動(dòng)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，適用于大過(guò)載、大角速度、航時(shí)較短的載體。 無(wú)陀螺慣性技術(shù)中，加速度構(gòu)型方式和角速度解算方法是研究的重點(diǎn)，本文通過(guò)對(duì)幾種典型的構(gòu)型進(jìn)行比較，確定以一種九加速度計(jì)構(gòu)型方式作為研究對(duì)象，該構(gòu)型方式不但加速度計(jì)個(gè)數(shù)適中，而且輸出信息中含有角速度交叉冗余項(xiàng)，有利于角速度解算精度的提高；同時(shí)對(duì)角速度解算方法進(jìn)行了分析，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比每種方法的優(yōu)劣，在此基礎(chǔ)之上，提出了一種基于EKF濾波的角速度解算方法，推導(dǎo)濾波模型并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，此方法對(duì)抑制角速度發(fā)散、提高系統(tǒng)精度有明顯效果。 為了保證無(wú)陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航功能和解算精度，必須減小系統(tǒng)中的各種誤差。無(wú)陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的主要誤差源為無(wú)陀螺慣性測(cè)量單元的加速度計(jì)輸出，其中包括加速度計(jì)本身的測(cè)量誤差和加速度計(jì)工裝過(guò)程中的安裝誤差。針對(duì)加速度計(jì)的測(cè)量誤差，分別給出了重力場(chǎng)十二位置翻滾實(shí)驗(yàn)方案和三軸轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)方案，用以標(biāo)定加速度計(jì)靜態(tài)誤差系數(shù)和動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)；針對(duì)加速度計(jì)的安裝誤差，給出了位置安裝誤差和方向安裝誤差的標(biāo)定方案。最后給出加速度計(jì)輸出補(bǔ)償方法，利用非線性迭代最小二乘法進(jìn)行比力和角速度的估計(jì)，得到加速度計(jì)輸出誤差。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方案可以準(zhǔn)確標(biāo)定各項(xiàng)誤差，有效補(bǔ)償加速度計(jì)輸出誤差。 針對(duì)無(wú)陀螺捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中高精度、實(shí)時(shí)性要求，以及無(wú)陀螺導(dǎo)航解算過(guò)程計(jì)算量大的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于DSP的無(wú)陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集處理電路和上位機(jī)界面。經(jīng)過(guò)硬件系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、芯片及各模塊選型、連接模塊間電路等，實(shí)現(xiàn)了硬件系統(tǒng)，之后對(duì)硬件進(jìn)行軟件編程，其中主要包括中斷服務(wù)子程序、數(shù)據(jù)傳輸和導(dǎo)航解算等部分。另外，在VC++6.0環(huán)境下，利用串口控件MSComm編寫上位機(jī)的軟件程序，通過(guò)該界面實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與DSP之間的串口通信功能。
【圖文】：

nA 其中，T1 j nJ J J J ，1 M M 加速度計(jì)安裝參數(shù)矩陣。如果矩陣TJ J 可逆角加速度bib 和載體質(zhì)心處比力bf 為： 1T T6 1bibbJ J J f 根據(jù)式（2-11）可知，要解算出角速度值即Trank ( J J ) 6，所以無(wú)陀螺慣性測(cè)量單元型的幾種加速度計(jì)構(gòu)型方式有六加速度計(jì)構(gòu)速度計(jì)構(gòu)型方式等，每種構(gòu)型方式都各有優(yōu)

為實(shí)驗(yàn)中單軸轉(zhuǎn)臺(tái)的兩個(gè)狀態(tài)：A 狀態(tài)下，將加速度計(jì)的B 狀態(tài)下將加速度計(jì)的輸出軸 OA 與轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸相重合。 的初始偏差角。在 A、B 狀態(tài)下，加速度計(jì)各軸敏感到的 狀態(tài)：00sin( )cos( )0IOPf gf gf 狀態(tài)：00sin( )0cos( )IOPf gff g 下，由于擺軸輸出始終為零，所以加速度計(jì)輸出表達(dá)式變20I I IO I O II IA K K f K f f K f A 狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)就可得到系數(shù) 0I IO IIK ，K ，K ，， K的值。將式中，并將g看做為單位量，得：20 0 0 0 sin( ) sin( ) cos( ) sin I IO II K K K K
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TN966;TP368.1

【參考文獻(xiàn)】

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2 曹詠弘;張慧;范錦彪;馬鐵華;祖靜;;基于無(wú)陀螺慣性測(cè)量裝置考慮全加速度計(jì)安裝誤差時(shí)彈丸姿態(tài)優(yōu)化算法研究[J];兵工學(xué)報(bào);2009年02期

3 丁明理,王祁;提高NGIMU性能的加速度計(jì)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器的研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2005年02期

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1 陳巖;精密離心機(jī)誤差分析與補(bǔ)償方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：2561810