基于光纤捷联式罗经系统的初始对准技术

论文摘要

光纤陀螺捷联惯性导航系统由于其独特的优势,正广泛用于军用和民用产品中,它是今后惯性导航系统的主导发展趋势。本论文以实验室自行研制的光纤陀螺捷联式罗经导航系统为背景,以工程实用为目的,重点研究捷联惯性导航系统的初始对准技术。捷联惯导初始粗对准要求快速地得到一个粗略的初始捷联姿态阵,论文研究了惯性系改进粗对准,并与解析式粗对准、水平调平+方位估算粗对准进行对比,并给出相应的仿真结果。捷联惯导初始精对准是期望得到更为精确的初始姿态阵,基于此目的,本文推导了捷联系统在惯性系内的状态方程和量测方程,应用Kalman滤波技术估计出误差失准角。考虑到武器系统机动性、快速性,本论文探讨了基于LQ线性二次型最优控制的精对准方案。首先推导摇摆环境下的线性误差模型,对阶跃型干扰进行差分抗干扰设计,然后运用离散动态规划法计算出最优控制增益,最后得到修正角速度,完成快速精对准。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 惯性技术的重要性
• 1.2 捷联式惯性导航技术的发展
• 1.3 捷联惯性导航初始对准技术的发展概况
• 1.4 初始对准技术的实际应用现状
• 1.5 课题研究目的及内容安排
• 第2章 捷联惯导系统初始对准基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 捷联系统简介
• 2.2.1 常用坐标系的定义
• 2.2.2 载体坐标系与导航坐标系之间的转换
• 2.2.3 惯导系统基本方程
• 2.2.4 捷联系统的工作原理
• 2.3 捷联系统初始对准
• 2.3.1 捷联系统初始对准的特点
• 2.3.2 捷联系统初始对准的要求
• 2.3.3 捷联系统初始对准的原理
• 2.4 本章小结
• 第3章 捷联系统的粗对准技术研究
• 3.1 粗对准方法概述
• 3.2 解析式粗对准法原理及计算机仿真
• 3.2.1 解析式粗对准法原理
• 3.2.2 解析式粗对准法的计算机仿真
• 3.3 水平调平+方位估算粗对准法原理及计算机仿真
• 3.3.1 水平二阶调平+方位估算粗对准法原理
• 3.3.2 水平二阶调平+方位估算粗对准的计算机仿真
• 3.4 基于惯性系粗对准法的原理及计算机仿真
• 3.4.1 基于惯性系粗对准法的原理
• 3.4.2 基于惯性系粗对准的计算机仿真
• 3.5 本章小结
• 第4章 惯性系卡尔曼滤波精对准算法研究
• 4.1 卡尔曼滤波理论概述
• 4.2 捷联系统惯性系姿态误差角方程
• 4.3 捷联系统惯性系状态空间模型
• 4.4 精对准卡尔曼滤波算法
• 4.5 惯性系卡尔曼滤波精对准算法的计算机仿真
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于线性二次型（LQ）最优控制的捷联系统精对准算法研究
• 5.1 线性二次型最优控制法的对准原理
• 5.2 捷联系统精对准的线性状态模型
• 5.3 捷联系统精对准的抗干扰设计
• 5.4 系统最优控制的求取
• 5.5 LQ最优控制法的计算机仿真
• 5.6 改进的LQ最优控制法精对准
• 5.7 改进的LQ最优控制法精对准仿真
• 5.8 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录