光纖陀螺旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差抑制技術(shù)

目錄
第1章 緒論 1
1.1 光纖陀螺的發(fā)展歷程 2
1.1.1 國外光纖陀螺的研究 3
1.1.2 國內(nèi)光纖陀螺的研究 4
1.2 旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展 5
1.2.1 美國旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)的研究 5
1.2.2 國內(nèi)旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)的研究 6
1.3 旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差研究 7
1.3.1 慣性器件誤差分析與建模 7
1.3.2 系統(tǒng)誤差參數(shù)的標定 8
1.3.3 系統(tǒng)誤差分析與建模 9
1.3.4 系統(tǒng)誤差補償與校正 9
1.4 本書內(nèi)容概述 10
第2章 光纖陀螺誤差分析與補償 11
2.1 光纖陀螺簡介 12
2.1.1 薩奈克效應(yīng) 12
2.1.2 光纖陀螺的原理及特點 13
2.2 光纖陀螺的溫度漂移建模與補償 14
2.2.1 溫度漂移機理 14
2.2.2 基于IUKF和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度建模與補償 15
2.3 光纖陀螺的隨機誤差分析 26
2.3.1 阿倫方差局限分析 26
2.3.2 基于阻尼振蕩假設(shè)的經(jīng)典方差分析及其前提 31
2.3.3 兩種分析方法的前提探討與合理解釋 33
2.3.4 基于混合分段的阿倫方差分析 35
第3章 旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差特性分析與補償 41
3.1 坐標系及誤差描述 42
3.1.1 坐標系的定義 42
3.1.2 誤差的定義 43
3.1.3 旋轉(zhuǎn)軸運動及其誤差描述 45
3.2 捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差模型 46
3.2.1 導(dǎo)航基本方程 46
3.2.2 誤差方程 47
3.3 旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差模型 47
3.3.1 誤差方程及誤差調(diào)制原理 47
3.3.2 不同旋轉(zhuǎn)方案的旋轉(zhuǎn)矩陣表示 49
3.4 旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差分析 53
3.4.1 單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差分析 53
3.4.2 雙軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差分析 57
3.5 系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)性誤差分析 65
3.5.1 旋轉(zhuǎn)軸不正交誤差分析 65
3.5.2 器件測角誤差分析 65
3.5.3 換向超調(diào)誤差分析 67
3.5.4 轉(zhuǎn)速控制誤差分析 67
3.6 旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)誤差綜合仿真 68
3.6.1 常值漂移誤差仿真 68
3.6.2 刻度系數(shù)誤差仿真 70
3.6.3 安裝誤差仿真 72
3.6.4 隨機漂移誤差仿真 73
3.6.5 載體運動影響仿真 74
3.7 雙軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)的綜合誤差補償 77
3.7.1 雙軸旋轉(zhuǎn)方案的缺陷 77
3.7.2 綜合誤差補償方案 81
3.7.3 仿真與分析 85
第4章 系統(tǒng)設(shè)計與誤差標定技術(shù) 93
4.1 系統(tǒng)硬件技術(shù) 94
4.1.1 總體技術(shù)方案 94
4.1.2 系統(tǒng)硬件方案 95
4.2 系統(tǒng)軟件技術(shù) 98
4.2.1 電機控制與導(dǎo)航解算 98
4.2.2 顯控軟件 98
4.3 系統(tǒng)標定技術(shù) 99
4.3.1 誤差標定模型 100
4.3.2 傳統(tǒng)標定方法 100
4.3.3 基于雙軸轉(zhuǎn)臺的無北向轉(zhuǎn)停標定方法 104
第5章 系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)控制技術(shù) 111
5.1 旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)建模 112
5.1.1 三軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu) 113
5.1.2 IMU的角運動分析 114
5.1.3 三軸力矩方程 115
5.1.4 系統(tǒng)控制建模與分析 117
5.1.5 仿真與實驗 119
5.2 常規(guī)PID控制算法及其實現(xiàn) 121
5.2.1 PID參數(shù)整定 123
5.2.2 仿真與實驗 123
5.3 基于反向電壓的混合PID控制算法 124
5.3.1 控制算法的設(shè)計與實現(xiàn) 124
5.3.2 控制參數(shù)設(shè)計 125
5.3.3 仿真與實驗 126
5.4 模糊控制算法的設(shè)計與實現(xiàn) 128
5.4.1 模糊控制器的原理 128
5.4.2 模糊控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計 129
5.4.3 模糊控制算法的實現(xiàn) 129
5.5 模糊自適應(yīng)PID控制算法 132
5.5.1 算法結(jié)構(gòu)設(shè)計 133
5.5.2 隸屬度函數(shù)設(shè)計 133
5.5.3 模糊規(guī)則設(shè)計 133
5.5.4 算法仿真及結(jié)果 135
5.6 航向耦合效應(yīng)抑制算法 137
5.6.1 航向耦合效應(yīng)的產(chǎn)生及影響分析 137
5.6.2 航向耦合效應(yīng)抑制算法的實現(xiàn) 140
5.6.3 實測姿態(tài)數(shù)據(jù)驗證 141
第6章 系統(tǒng)阻尼校正技術(shù) 143
6.1 阻尼校正技術(shù)的實質(zhì)及影響 144
6.1.1 阻尼校正技術(shù)的實質(zhì) 144
6.1.2 阻尼校正技術(shù)的影響 147
6.2 水平阻尼網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn) 149
6.2.1 阻尼網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計 150
6.2.2 阻尼網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn) 153
6.2.3 仿真與實驗 155
6.3 阻尼狀態(tài)超調(diào)誤差抑制算法 159
6.3.1 誤差抑制機理 159
6.3.2 仿真 160
6.3.3 實測數(shù)據(jù)實驗 162
6.4 基于比例環(huán)節(jié)的阻尼校正算法 163
6.4.1 校正算法結(jié)構(gòu) 163
6.4.2 仿真 164
6.4.3 實測數(shù)據(jù)實驗 165
參考文獻 168