本文關(guān)鍵詞：光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)初始對準技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 針對以光纖陀螺(FOG)為慣性傳感器的捷聯(lián)慣導系統(tǒng)在初始對準過程中存在的理論與技術(shù)問題,開展了FOG誤差分析以及光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)速初始對準技術(shù)研究,提出了解決FOG應(yīng)用中部分理論與技術(shù)問題以及實現(xiàn)FOG捷聯(lián)慣導系統(tǒng)初始對準的途徑與方法,主要內(nèi)容為: (1)研究了高精度FOG隨機誤差的建模與濾波。在對FOG噪聲分析的基礎(chǔ)上,采用Allan方差分析法和時間序列法,根據(jù)兩種方法分析結(jié)果的一致性,建立了高精度FOG的隨機誤差模型;提出了一種改進型二階自回歸AR(2)模型,實現(xiàn)了高精度FOG隨機誤差在慣導系統(tǒng)初始對準和靜態(tài)導航中的在線建模,并采用卡爾曼濾波算法,實現(xiàn)了高精度FOG隨機誤差的實時濾波。 (2)分析了FOG角隨機游走產(chǎn)生的原因;提出了研究FOG角隨機游走對慣導系統(tǒng)初始對準影響的方法;定量分析了FOG角隨機游走對FOG慣導系統(tǒng)靜態(tài)對準和導航的影響;分析了角隨機游走對FOG慣導系統(tǒng)的多種影響及其特點,為FOG慣導系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供了理論指導。 (3)研究了FOG的磁特性,提出了提高FOG抗磁能力的措施與方法;根據(jù)車載捷聯(lián)式陀螺尋北儀的特點,提出了一種采用低成本高精度去偏FOG實現(xiàn)短時穩(wěn)定的“兩位一面”尋北儀轉(zhuǎn)位機構(gòu)方案,研究了其防磁技術(shù);建立了FOG尋北儀以及FOG尋北儀中FOG的誤差模型;分析了FOG尋北儀產(chǎn)生多位置尋北誤差的原因,確定了消除或減小該誤差的方法。 (4)分析了陸軍戰(zhàn)車擺動干擾的特點,提出了一種FOG慣導系統(tǒng)粗對準中的擺動誤差補償方法;通過理論分析和仿真,建立了FOG捷聯(lián)慣導系統(tǒng)在初始精對準和綜合校正時的FOG誤差模型;采用光纖慣組與里程計“松耦合”的組合方式,實現(xiàn)了FOG捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的綜合校正。 (5)針對捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的初始對準,設(shè)計了將遺傳算法用于初始對準時的適應(yīng)度函數(shù),分別將遺傳算法用于粗對準和精對準,探討了遺傳算法用于初始對準的可行性。在分析了單一遺傳算法特點的基礎(chǔ)上,將遺傳模擬退火算法用于初始對準,并進行了仿真驗證。 (6)綜合應(yīng)用上述理論和技術(shù)研究成果,把理論研究應(yīng)用于實際,結(jié)合具體科研項目,研究了FOG誤差模型、初始對準算法、濾波算法、導航和綜合校正算法在實際系統(tǒng)中的應(yīng)用,設(shè)計開發(fā)了光纖陀螺捷聯(lián)姿態(tài)與航向基準系統(tǒng)并通過了技術(shù)鑒定。
【關(guān)鍵詞】：光纖陀螺 捷聯(lián)慣導 初始對準 誤差分析 遺傳算法
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：V241.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 研究的背景和意義12-13
• 1.2 光纖陀螺慣導系統(tǒng)的國內(nèi)外研究概況13-18
• 1.2.1 光纖陀螺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 光纖陀螺在捷聯(lián)慣導系統(tǒng)中應(yīng)用的國內(nèi)外現(xiàn)狀15-18
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排18-20
• 2 高精度光纖陀螺隨機誤差的建模與濾波研究20-44
• 2.1 引言20-21
• 2.2 光纖陀螺的誤差分析21-24
• 2.2.1 光路誤差21-23
• 2.2.2 內(nèi)部線路產(chǎn)生的誤差23-24
• 2.2.3 外部環(huán)境因素產(chǎn)生的誤差24
• 2.3 高精度光纖陀螺的Allan方差分析24-32
• 2.3.1 Allan方差分析24-25
• 2.3.2 光纖陀螺的噪聲分析25-29
• 2.3.3 Allan方差法估計的可信度29
• 2.3.4 用Allan方差法分析光纖陀螺的誤差模型29-32
• 2.4 時間序列分析與高精度光纖陀螺的ARMA模型32-38
• 2.4.1 時間序列分析32
• 2.4.2 ARMA(n，m)模型32-34
• 2.4.3 光纖陀螺誤差的ARMA模型34-38
• 2.5 高精度光纖陀螺隨機誤差模型38
• 2.6 高精度光纖陀螺隨機誤差的在線建模38-39
• 2.7 光纖陀螺隨機誤差的實時濾波39-40
• 2.8 光纖陀螺隨機誤差在線建模與濾波的應(yīng)用40-43
• 2.8.1 在提高陀螺精度方面的應(yīng)用40-42
• 2.8.2 在捷聯(lián)慣導系統(tǒng)初始對準中的應(yīng)用42
• 2.8.3 在捷聯(lián)慣導系統(tǒng)靜態(tài)導航中的應(yīng)用42-43
• 2.9 本章小結(jié)43-44
• 3 光纖陀螺角隨機游走及其對捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的影響44-64
• 3.1 研究的目的與意義44
• 3.2 國內(nèi)外研究背景44-45
• 3.3 角隨機游走系數(shù)概念45-46
• 3.3.1 角隨機游走系數(shù)的定義45
• 3.3.2 角隨機游走的單位45-46
• 3.4 角隨機游走系數(shù)計算方法46
• 3.5 光纖陀螺角隨機游走產(chǎn)生的原因以及對角隨機游走的理解46-48
• 3.5.1 光纖陀螺角隨機游走產(chǎn)生的原因46
• 3.5.2 對角隨機游走的理解46-47
• 3.5.3 光纖陀螺角隨機游走與漂移的區(qū)別47-48
• 3.6 光纖陀螺角隨機游走與慣導系統(tǒng)誤差的關(guān)系以及對導航系統(tǒng)的影響48-63
• 3.6.1 研究光纖陀螺角隨機游走對慣導系統(tǒng)的影響的方法48-49
• 3.6.2 角隨機游走對靜態(tài)慣導系統(tǒng)的影響49-53
• 3.6.3 光纖陀螺角隨機游走產(chǎn)生的靜態(tài)導航誤差53-61
• 3.6.4 仿真結(jié)果的比較61-63
• 3.7 角隨機游走與控制系統(tǒng)的關(guān)系63
• 3.8 本章小結(jié)63-64
• 4 光纖陀螺的磁特性及光纖陀螺尋北儀設(shè)計與誤差分析64-82
• 4.1 光纖的法拉第效應(yīng)64-65
• 4.1.1 法拉第效應(yīng)64-65
• 4.1.2 光纖的法拉第效應(yīng)65
• 4.2 光纖陀螺的磁特性65-69
• 4.2.1 磁場對去偏光纖陀螺的影響65-67
• 4.2.2 磁場對保偏光纖陀螺的影響67-69
• 4.3 光纖陀螺尋北儀的設(shè)計69-71
• 4.3.1 引言69-70
• 4.3.2 尋北用高精度去偏光纖陀螺研究70
• 4.3.3 車載光纖陀螺尋北儀轉(zhuǎn)位機構(gòu)設(shè)計70-71
• 4.4 光纖陀螺尋北儀的誤差分析71-81
• 4.4.1 光纖陀螺尋北儀的數(shù)學模型71-74
• 4.4.2 光纖陀螺尋北儀的誤差模型74
• 4.4.3 光纖陀螺尋北儀中光纖陀螺的誤差模型74-77
• 4.4.4 光纖陀螺尋北儀的多位置尋北誤差77-81
• 4.4.5 實驗結(jié)論81
• 4.5 本章小結(jié)81-82
• 5 光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的初始對準和綜合校正研究82-103
• 5.1 引言82
• 5.2 搖擺狀態(tài)下初始粗對準方法研究82-87
• 5.2.1 擺動狀態(tài)下的粗對準結(jié)果82-84
• 5.2.2 車體擺動誤差的特點分析84-85
• 5.2.3 擺動誤差的補償原理85-86
• 5.2.4 擺動誤差補償后的仿真結(jié)果86
• 5.2.5 結(jié)論86-87
• 5.3 光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)精對準過程中的光纖陀螺隨機誤差模型87-92
• 5.3.1 光纖陀螺誤差模型為隨機常數(shù)時的靜態(tài)精對準87-89
• 5.3.2 光纖陀螺誤差模型為一階馬爾柯夫過程時的靜態(tài)精對準89-91
• 5.3.3 光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)精對準過程中的光纖陀螺隨機誤差模型91-92
• 5.4 光纖陀螺捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)的綜合校正92-94
• 5.4.1 光纖陀螺捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)的綜合校正方法92
• 5.4.2 光纖陀螺誤差模型為隨機常數(shù)時的綜合校正92-93
• 5.4.3 光纖陀螺誤差模型為一階馬爾柯夫過程時的綜合校正93-94
• 5.4.4 光纖陀螺捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)綜合校正中的FOG隨機誤差模型94
• 5.5 遺傳算法在初始對準中的應(yīng)用94-102
• 5.5.1 遺傳算法原理94-96
• 5.5.2 遺傳算法在初始對準不同階段中的應(yīng)用96-101
• 5.5.3 遺傳模擬退火算法在初始對準中的應(yīng)用101-102
• 5.6 本章小結(jié)102-103
• 6 光纖陀螺捷聯(lián)姿態(tài)與航向基準系統(tǒng)設(shè)計103-112
• 6.1 系統(tǒng)的功能103-104
• 6.2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計104-106
• 6.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計與實現(xiàn)106-110
• 6.3.1 粗對準方案設(shè)計106
• 6.3.2 卡爾曼濾波估計精對準106-108
• 6.3.3 導航算法108
• 6.3.4 系統(tǒng)的綜合校正108
• 6.3.5 組合測試軟件108-110
• 6.4 存在的問題110-111
• 6.5 本章小結(jié)111-112
• 7 結(jié)論與展望112-115
• 7.1 研究過程中的主要工作112-113
• 7.2 結(jié)論及創(chuàng)新點113
• 7.3 未來的研究展望113-115
• 致謝115-116
• 參考文獻116-122
• 攻讀博士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及科研獲獎情況122

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 白俊卿;張科;衛(wèi)育新;;ARMA模型在光纖陀螺慣導系統(tǒng)尋北中的應(yīng)用[J];計算機與數(shù)字工程;2012年08期

2 仇磊;;某型炮兵氣象雷達探測系統(tǒng)自動尋北標定儀關(guān)鍵技術(shù)分析[J];艦船電子工程;2013年02期

3 李家壘;許化龍;何婧;;光纖陀螺隨機漂移的實時濾波方法研究[J];宇航學報;2010年12期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張義;艦船捷聯(lián)慣性系統(tǒng)初始對準技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 龐松;光纖捷聯(lián)組合導航系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

2 王健;基于光纖陀螺的炮控系統(tǒng)性能參數(shù)測試技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

3 鐘多就;蛙人運載器導航與控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

4 鄭秋麗;光纖陀螺尋北儀誤差分析及補償技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

  本文關(guān)鍵詞：光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)初始對準技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：336488