国家重点基础研究发展计划(61334010303)
- 作品数：8 被引量：53H指数：4
- 相关作者：吴文启潘献飞杨杰吴美平练军想更多>>
- 相关机构：国防科学技术大学北京自动化控制设备研究所更多>>
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- 相关领域：交通运输工程更多>>
- 激光陀螺捷联惯导系统尺寸效应参数标定与优化补偿被引量：13
- 2009年
- 提出一种捷联惯导系统尺寸效应标定补偿方法,先标定出捷联惯导系统中每个加速度计相对于三轴转台回转中心的杆臂参数,再基于尺寸效应误差最小原则,对载体坐标系原点位置进行优化,得出相应的尺寸效应参数。对于零偏稳定性优于2×10?5g的加速度计,杆臂参数与尺寸效应参数标定重复性优于0.2mm。将载体坐标系原点置于三轴转台回转中心,以重力加速度g为基准验证标定补偿效果,转台匀速转动情况下,补偿后10min平均偏差小于2×10?6g。根据激光陀螺角增量采样值求出角速度和角加速度,对惯导实验中的尺寸效应进行补偿,在转台角运动条件下纯惯性导航1h定位误差由尺寸效应补偿前的1600m减小到补偿后的300m以内。
- 吴文启杨伟光杨杰
- 关键词：尺寸效应
- 考虑信号处理特性的划摇算法优化被引量：3
- 2007年
- 捷联惯导系统一般用划摇算法来补偿其速度漂移,标准的划摇算法是以理想的陀螺和加表信号为输入设计的,而实际中常用数字滤波器处理激光陀螺和加表信号,由于滤波器的非理想性,滤波后信号的幅频特性发生畸变,引入了较大的划摇算法误差。参考标准划摇算法误差公式,用相对划摇误差分析方法比较研究了算法的误差变化特性,证明误差大小与滤波器通带特性有关。基于经典划摇运动,推导了数据滤波后优化的划摇算法公式。修正算法考虑了滤波器幅频特性的影响,补偿了滤波器引入的划摇算法误差。仿真表明:优化算法在保证滤波器较小延时的同时,能明显减小算法精度损失,提高导航算法整体精度水平。
- 潘献飞吴文启吴美平
- 关键词：激光陀螺数字滤波
- 激光陀螺捷联惯导系统参数稳定性与外场自标定被引量：10
- 2011年
- 惯导系统参数稳定性是决定系统精度的重要因素。基于激光陀螺捷联惯导系统参数稳定性统计分析,建立了适合激光陀螺捷联惯导系统外场自标定的加速度计组件误差参数模型。以惯性组合转动后重新调平的水平姿态修正量以及静态下重力测量误差为观测量,不依赖外界方向姿态转角等基准信息,实现了加速度计组件主要误差参数在外场条件下的自标定,并给出了标定参数的修正方法。实验表明,常温下加速度计组件的标定参数发生明显变化,采用外场标定方法可对其进行修正,相应的水平姿态最大误差由65″减小到10″。该方法标定精度好,标定时间短,操作简便,且对基座不稳造成的瞬时姿态小扰动影响有抑制能力。
- 吴文启张岩张晓强潘献飞
- 关键词：加速度计
- 一种对固定频率运动优化的圆锥算法被引量：4
- 2008年
- 经典圆锥算法的精度具有随着圆锥运动频率降低而提高的单调特性。在实际应用环境中,捷联惯导系统的运动可能主要处于某个固定的频率范围内,系统的圆锥误差主要由此频率范围内的角运动产生。基于经典圆锥算法设计公式,修改了算法误差设计原则,补充了两条不同的基于固定频率的算法优化原则,从而设计得到了一种新的优化的圆锥补偿算法。优化算法误差特性不再单调,而是在设定的频带内具有误差极小点,因此可有效提高捷联系统的姿态解算精度。优化算法不改变经典圆锥算法的结构形式,不增加算法实现难度。误差分析和姿态仿真表明,在经典圆锥运动下,优化算法能有效改善捷联系统在任意设定频率处的姿态解算精度一到两个量级。
- 潘献飞吴美平吴文启胡小平
- 关键词：捷联惯导系统姿态解算
- 激光陀螺捷联系统高精度加速度计非线性模型参数标定被引量：9
- 2010年
- 为克服激光陀螺捷联系统内减振变形引入的加速度计测量误差,建立以陀螺敏感轴为约束的IMU机体坐标系。针对零偏稳定性优于5×10?6g的高精度加速度计非线性项误差不可忽视的特点,提出加速度计非线性测量模型。基于角位置精度为5″的三轴转台,采取最小二乘分步辨识的思想,借助线性化方法,首先正交多位置转台转动辨识出加速度计的二次项系数,再倾斜转台多位置辨识出加速度计的交叉耦合项系数。实验结果表明,转台正交位置时,基于非线性模型的加速度计重力值测量误差的标准差减小至线性模型的9.38%,且3次实验得出的由模型二次项系数引入的测量误差的最大标准差为8.53×10?7g;转台倾斜位置时,基于非线性模型的加速度计重力值测量误差的标准差减小至线性模型的31.41%,且3次实验得出的由模型交叉耦合项系数引入的测量误差的最大标准差为1.14×10?6g,从而实现高精度加速度计的精确标定。
- 杨杰吴文启练军想
- 关键词：非线性线性化
- 基于ASYM的激光陀螺捷联惯性系统温度误差模型辨识被引量：2
- 2007年
- 为减小温度对导航精度的影响,实现系统级的温度补偿,在实验中采用静态条件下的标定方法;基于激光陀螺捷联惯性系统的误差模型方程,用广义逆算法顺利分离求得陀螺各零偏及标度因数值;根据以往温度误差模型的结构特点,运用渐近辨识方法(ASYM)中的最终输出误差准则(FOE)对温度误差模型中非线性部分的阶次进行准确的计算,确定了合理的温度误差模型结构。为了解决用最小二乘法辨识模型结构的系数时,信息矩阵求逆容易溢出的问题,采用了自适应的岭估计算法确定陀螺零偏温度误差模型的系数,实现了系统级的温度误差建模。所得到的温度误差模型补偿效果比定阶前明显提高。
- 刘瑞方张湘平季德成吴文启
- 考虑机抖激光陀螺信号滤波特性的圆锥算法修正被引量：11
- 2007年
- 捷联惯导系统一般用圆锥算法来补偿其圆锥运动漂移,标准的圆锥算法是以理想的陀螺信号为输入设计的,而机抖激光陀螺常用数字低通滤波器来滤除抖动偏频信号,由于滤波器的非理想性,滤波后信号的幅频特性发生畸变,引入了较大的圆锥算法误差。参考标准圆锥算法误差公式,用相对圆锥误差分析方法比较研究了算法的误差变化特性,证明误差大小与滤波器通带特性有关。基于经典圆锥运动,推导了数据滤波后修正的圆锥算法公式。修正算法考虑了滤波器幅频特性的影响,补偿了滤波器引入的圆锥算法误差。仿真表明:修正算法在保证滤波器较小延时的同时,能明显减小算法精度损失,提高姿态算法整体精度水平。
- 潘献飞吴文启吴美平
- 关键词：激光陀螺低通滤波
- 加速度计组件冷启动温度模型参数的标定方法被引量：2
- 2011年
- 为补偿激光陀螺捷联惯性系统冷启动过程中的加速度计组件测量误差,建立加速度计组件温度参数的二阶多项式回归模型。为提高温度参数模型的环境温度适应性,提出了一种自然升温环境下,基于不带温箱的三轴转台的加速度计组件连续多次标定方法,借助于激光陀螺的辅助测量,通过构建36状态无系统噪声的特殊卡尔曼滤波器,无需测量噪声的先验信息,以递推方式可有效估计出温度模型参数的各项系数,同时解决了温度模型参数的传统辨识方法过于依赖温箱的问题,并有效缩短了标定时间。实验结果表明,与不进行温度参数补偿的结果相比较,基于温度参数二阶多项式回归模型的补偿方法,3h重力值测量误差均值减小至7.05%,测量误差标准差减小至3.97%,相应的3 h导航定位误差由3897.85 m减小至3508.79 m,从而较好地补偿了加速度计组件在系统冷启动过程中的热漂移误差,实现了系统冷启动后的快速正常工作。
- 杨杰吴文启练军想
- 关键词：温度补偿卡尔曼滤波
