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船用平台式INS光学标校初始对准方法研究

系统仿真学报 2005年第11期17卷 2759-2762,2814页

作者：卞鸿巍金志华马恒上海交通大学信息检测技术与仪器系海军工程大学电气工程系武汉430033 海军工程大学电气工程系

为了解决航海型平台式惯性导航系统(INS)非自主式初始对准问题,建立了不同观测量条件下统一的INS初始对准方程。通过系统可观测性分析,得出增加外部姿态角的观测信息将有效提高INS平台失准角和惯性元件误差的估计能力的结论。设计出一... 详细信息

为了解决航海型平台式惯性导航系统(INS)非自主式初始对准问题,建立了不同观测量条件下统一的INS初始对准方程。通过系统可观测性分析,得出增加外部姿态角的观测信息将有效提高INS平台失准角和惯性元件误差的估计能力的结论。设计出一种独特的可测量低动态载体两维姿态的高精度光学测量系统(OCS)用以提高航海型平台式INS初始对准精度。建立OCS/GPS/计程仪(LOG)/INS初始对准卡尔曼滤波器,并进行了基于部分试验数据的数字仿真,与传统的基于位置和速度的GPS/LOG/INS初始对准方法相比,基于OCS的系统不仅缩短了对准时间,还有效改善了系统惯性元件的误差估计精度。

关键词：平台式惯性导航系统光学标校系统初始对准可观测性卡尔曼滤波器

自动补偿技术在平台惯导系统状态切换中的应用研究

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哈尔滨工程大学学报 2005年第6期26卷 744-748,757页

作者：程建华赵琳宋君才李刚彭小兰哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001 上海航海仪器总厂军代表室上海200129

平台式惯导系统作为一种弱阻尼系统在状态切换过程中会产生超调,这些超调会降低导航系统的精度.文中以实际研制的惯导系统为研究对象,在对惯导系统状态切换过程中的超调现象进行详尽分析和研究的基础上,采用自动补偿技术减小状态切换过... 详细信息

平台式惯导系统作为一种弱阻尼系统在状态切换过程中会产生超调,这些超调会降低导航系统的精度.文中以实际研制的惯导系统为研究对象,在对惯导系统状态切换过程中的超调现象进行详尽分析和研究的基础上,采用自动补偿技术减小状态切换过程中的超调现象.计算机仿真和工程试验的结果表明:该方法能够在不引入新的稳态误差的情况下,大大减小平台式惯导系统状态切换过程中的超调,具有重要的工程实际应用价值.

关键词：平台式惯性导航系统系统超调状态切换

基于舒勒原理确定惯性元件标度系数的应用研究

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哈尔滨工程大学学报 2006年第5期27卷 728-732页

作者：程建华黄卫权赵琳单丹萍徐涌来哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对平台式惯性导航系统陀螺仪和加速度计在动态使用过程中更换无法重新精确标定的问题,文中提出了利用舒勒周期振荡确定陀螺仪和加速度计标度系数的方法.采用FFT算法实现了系统振荡周期计算,在FFT算法无法满足测量精度的条件下,采用线... 详细信息

针对平台式惯性导航系统陀螺仪和加速度计在动态使用过程中更换无法重新精确标定的问题,文中提出了利用舒勒周期振荡确定陀螺仪和加速度计标度系数的方法.采用FFT算法实现了系统振荡周期计算,在FFT算法无法满足测量精度的条件下,采用线性调频z变换大大提高了振荡周期测量精度.计算机仿真和试验结果表明:该方法能快速、准确地实现对惯性元件标度系数的标定.

关键词：平台式惯性导航系统舒勒原理惯性元件标度因数 FFT算法 CZT算法

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船用平台式惯导系统状态转换技术的应用

中国造船 2008年第2期49卷 75-80页

作者：关劲程建华吴磊刘星伯甘帅海军北京100036 哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为了仰制在状态转换过程中,由于平衡状态被破坏而产生的超调现象,提高导航系统的精度,现以实际研制的平台惯导系统为对象,对状态切换和综合校正过程中的超调进行深入研究,分析产生超调现象的原理,并采用自动补偿和状态最佳转换技术来减... 详细信息

为了仰制在状态转换过程中,由于平衡状态被破坏而产生的超调现象,提高导航系统的精度,现以实际研制的平台惯导系统为对象,对状态切换和综合校正过程中的超调进行深入研究,分析产生超调现象的原理,并采用自动补偿和状态最佳转换技术来减小状态转换过程中的超调。计算机仿真和工程试验表明,上述技术能很好地抑制状态转换过程中产生的超调现象。

关键词：船舶、舰船工程平台式惯性导航系统状态转换综合校正系统超调

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惯性平台的振动引起惯导系统航向漂移的研究

弹箭与制导学报 2006年第1期26卷 42-44页

作者：王芳郭青驻六一八所军代表室西安710065 驻西安地区军代表室西安710065

文中分析了某型平台式惯性导航系统航向漂移产生的主要原因。研究了由振动产生的系统水平轴航向效应漂移的机理,以及利用上、下陀螺配对减小系统航向效应漂移的机理,并通过试验测试表明,此项航向效应漂移可达0.2/°h,利用上、下陀螺配... 详细信息

文中分析了某型平台式惯性导航系统航向漂移产生的主要原因。研究了由振动产生的系统水平轴航向效应漂移的机理,以及利用上、下陀螺配对减小系统航向效应漂移的机理,并通过试验测试表明,此项航向效应漂移可达0.2/°h,利用上、下陀螺配对后可将此项漂移减小到原来的十分之一以内。

关键词：平台式惯性导航系统航向效应漂移不等刚度漂移平台振动

平台式惯导系统双向误差分析研究及其软件实现

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弹箭与制导学报 2008年第5期28卷 22-25页

作者：赵琳晏亮程旭红哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001 烟台广电信息网络有限公司山东烟台264000

在详细分析平台式惯导系统各导航参数误差与系统误差源之间关系的基础上,根据平台惯导系统的误差模型特点对导航参数误差与误差源的对应关系进行了分离,并利用Visual C++设计了一套完整的误差分析软件。软件一方面可以给定元件误差来分... 详细信息

在详细分析平台式惯导系统各导航参数误差与系统误差源之间关系的基础上,根据平台惯导系统的误差模型特点对导航参数误差与误差源的对应关系进行了分离,并利用Visual C++设计了一套完整的误差分析软件。软件一方面可以给定元件误差来分析导航参数误差,另一方面可以根据给定系统精度指标来反向估算元件误差。软件的图形用户界面可以使用户很方便的得到估算结果,而且操作简单实用,大大方便了系统研发人员及学习人员对平台惯导系统误差关系的理解。

关键词：平台式惯性导航系统系统误差分析元件误差估算

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水平阻尼作为干扰的平台式惯导统一控制方程

计算机仿真 2012年第7期29卷 34-37页

作者：邓太光杨晓东海军潜艇学院山东青岛266042

研究惯导系统统一控制的优化设计。传统的统一控制采用一体化设计方案,通用性不强。为简捷高效地实现惯导计算机的程序编排,提出了将水平阻尼作为干扰项的平台式惯导统一控制。通过改变系统框图结构,将无阻尼惯导系统和阻尼网络人为分离... 详细信息

研究惯导系统统一控制的优化设计。传统的统一控制采用一体化设计方案,通用性不强。为简捷高效地实现惯导计算机的程序编排,提出了将水平阻尼作为干扰项的平台式惯导统一控制。通过改变系统框图结构,将无阻尼惯导系统和阻尼网络人为分离,水平阻尼网络的输出可视为干扰项。系统控制方程始终采用无阻尼条件下的表达式,惯导系统控制和阻尼网络可以实现模块化设计,使控制的实现形式和推导过程大为简化。给出了惯导计算机的运算流程,并分别在静、动基座条件下,对无阻尼、内水平阻尼和外水平阻尼状态的惯导系统做了仿真。结果表明新的统一控制模型有效体现了惯导系统的参数变化,且设计简便,具有更好的实用性。

关键词：导航平台式惯性导航系统统一控制方程水平阻尼干扰项

基于平台/捷联混合方式的全姿态惯性导航方法研究

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基于平台/捷联混合方式的全姿态惯性导航方法研究

作者：黄云龙中国航天科技集团公司第一研究院

学位级别：硕士

捷联式惯性测量系统成本低、功耗小、结构简单、可靠性高,且能够全姿态工作;但系统工作时,加速度计中与角运动有关的动态误差项容易被激发。而平台式惯性测量系统能够隔离载体角运动,为加速度计提供稳定的工作环境,但其成本高、功耗大... 详细信息

捷联式惯性测量系统成本低、功耗小、结构简单、可靠性高,且能够全姿态工作;但系统工作时,加速度计中与角运动有关的动态误差项容易被激发。而平台式惯性测量系统能够隔离载体角运动,为加速度计提供稳定的工作环境,但其成本高、功耗大、结构复杂、可靠性较低,且姿态控制受框架限制。为综合平台技术与捷联技术的各自优势,克服各自缺点,开展基于平台/捷联混合方式的全姿态惯性导航控制方法研究。基于质点运动学方程,推导了几种常用的导航方程,使之能够同时适用于捷联式惯性导航系统和平台式惯性导航系统;提出了一种适用于不同导航坐标系的统一惯性导航方法,给出导航方程、力学编排和误差分析;分别通过平台惯性导航、捷联惯性导航和组合导航试验,验证了统一惯性导航方程的有效性。介绍了包括捷联式、平台式和混合式惯性导航系统及其特点。以单轴混合式惯性导航系统为例,基于高速旋转弹的高动态特性,给出捷联/GPS空中对准方法和单轴稳定/GPS空中对准方法,通过仿真验证了方法的有效性;开展基于微机械惯性测量单元的单轴稳定系统方案设计与稳定回路设计,通过仿真验证了设计的合理性;还对比两种空中对准方法,突出了单轴稳定系统的优越性。推导了四轴平台系统的运动学方程和动力学方程;介绍了姿态控制的三种控制策略;为实现全姿态控制,基于第三种控制策略,针对内框架角和外框架角都过大时的工作模式,增加对四轴平台系统外框架轴的控制,得到扩展的四轴平台系统运动学方程和动力学方程,展开解耦设计并通过仿真验证方法的有效性。为了有效消除四轴平台系统的二阶干扰力矩,给出了弧三角型球面网壳框架和双极轴型球面网壳框架两种结构设计方案;采用软件进行了弧三角型球面网壳框架的静力学分析和模态分析,验证了该结构的刚度和强度;得到两种网壳框架的转动惯量,证明了设计的合理性,并给出模型展示。

关键词：惯性导航全姿态控制混合式惯性导航系统平台式惯性导航系统

基于COM组件的平台式惯导系统模拟器设计与实现

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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基于COM组件的平台式惯导系统模拟器设计与实现

作者：单丹萍哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本论文详细介绍了基于COM组件的平台式惯性导航系统模拟器软件的设计和实现过程。该软件具有友好的人机交互界面，能够以图表和仪表的形式动态显示导航信息，以三维动画形式显示平台式惯性导航系统的三环稳定框架，并且在平台式惯导系... 详细信息

本论文详细介绍了基于COM组件的平台式惯性导航系统模拟器软件的设计和实现过程。该软件具有友好的人机交互界面，能够以图表和仪表的形式动态显示导航信息，以三维动画形式显示平台式惯性导航系统的三环稳定框架，并且在平台式惯导系统模型解算的基础上，提供了初始对准系数选择和惯性元件误差源设置功能。本文首先建立了平台式惯性导航系统解算的数学模型、初始对准系数选择的数学模型和惯导系统校正的数学模型，并在软件实现上，详细分析了COM和ATL的原理和关系，运用ATL技术将它们以类的形式封装在独立的COM组件中，由界面程序对其调用。在模拟器的界面程序设计中，描述了模拟器软件的开发流程和软件结构，在Visual C++6.0环境下对软件界面部分的具体实现，界面程序对COM组件的调用过程，并详细阐述了运用OpenGL技术对平台式惯性导航系统的三环稳定框架进行三维显示的开发过程，绘图控件和仪表控件的使用等。本文最后运用模拟器软件对平台式惯导系统进行了全面的仿真分析，在加深了对惯导系统理解的同时，验证了模拟器软件的正确性。

关键词：平台式惯性导航系统初始对准模拟器 COM OpenGL