原文传递
MEMS惯性导航系统的冗余技术研究
| 论文题名： | MEMS惯性导航系统的冗余技术研究 |
| 关键词： | 惯性导航;冗余配置;故障诊断;滤波器;状态方程 |
| 摘要： | 由于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)惯性器件具有重量轻、成本低、体积小、功耗小、可靠性高、动态范围宽、响应速度快和便于安装调试等诸多优点，在惯性导航领域得到广泛应用，但是可靠性偏低是它的致命缺点，因此在实际使用中，应充分利用其优点同时兼顾到提高可靠性，使系统具有良好的容错能力，进而实现高可靠性的导航，成为学者研究的热点问题，而采取冗余技术是满足上述要求行之有效的方法。课题搭建了基于3 MEMS-IMU的冗余惯性导航系统，并对其关键技术展开了一些研究工作，论文的主要内容简述如下： 1. MEMS冗余惯性导航系统方案设计及性能分析。从系统可靠性、IMU数目、冗余配置方式、测量方法等方面入手，进行了冗余配置方案的设计工作，综合考虑系统的体积、重量、成本和功耗，最终确定了惯性导航系统中MEMS-IMU的冗余配置方案。 2. MEMS惯性导航系统硬件平台的搭建。通过对系统需求的分析，从FPGA芯片选型、惯性器件选型等方面，搭建了包括时钟电源电路、程序存储电路、信号采集电路以及接口电平转换电路的硬件平台。 3. MEMS惯性导航系统的特性分析及标定。论文主要从MEMS-IMU器件的自身特点出发，建立正确合理的静态误差数学模型，并提出了六位置转动标定方法对系统进行标定试验，给出了公式的详细推导过程。同时，针对该方法在不同冗余配置方案下适用性较差的问题，建立滤波器状态方程和量测方程并将Kalman理论应用到误差系数辨识中。 4.故障诊断技术研究。对冗余惯性导航系统进行故障检测与隔离是论文的重要内容，论文首先介绍了三种较常见的故障诊断方法的原理：广义似然比方法、奇异值方法、奇偶向量法与自适应滤波相结合的方法，并分别在不同故障情况下进行了仿真试验。 |
| 作者： | 邵玉萍 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 何昆鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
