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基于潜器空间运动的惯导系统适应性问题研究
| 论文题名： | 基于潜器空间运动的惯导系统适应性问题研究 |
| 关键词： | 惯性导航系统;潜艇空间运动;误差补偿;适应性 |
| 摘要： | 高精度惯性导航系统在惯性元件误差等误差源的激励下,会产生振荡误差、常值稳态误差和随时间积累的误差。采用阻尼技术能在不引入外部信息源、不降低系统自主性的前提下,实现惯导系统的周期振荡误差以及陀螺随机漂移激励的导航定位误差的衰减,有效的提高惯导系统精度。但由于阻尼技术的采用,引入了惯导系统的载体运动适应性问题。因此,如何合理的设计和完善阻尼技术,对于提高惯导系统的载体运动适应性,进而提高惯导系统导航定位精度具有重要的实际研究价值。 本文以水下潜器用惯导系统为研究对象,开展状态转换判据研究、多阻尼技术研究和状态切换超调误差抑制技术研究,并构建基于潜器空间运动的惯导系统模拟器对研究内容进行仿真验证,实现提高潜器用惯导系统载体运动适应性的目标。 通过对现有惯导系统工作方案的分析,开展惯导系统对潜器空间运动适应性的研究,提出惯导系统载体运动适应性问题以及研究该项技术的重要意义。而后,针对潜器特殊的应用需求,以潜器空间六自由度运动模型为基础,建立考虑风、浪、流等海洋环境影响因素在内的实用数学模型,构建基于潜器空间运动的惯导系统误差仿真体系,为解决惯导系统运动适应性问题提供仿真环境,并通过潜器操纵性仿真完成功能正确性验证。针对INS状态转换过程中出现的判据滞后问题,通过对潜器空间操控信息与运动特征对应关系的研究,提出通过潜器操纵信息作为INS状态转换判据的方法,从而解决惯导系统状态切换时存在的延时问题。针对惯导系统在状态转换时刻存在的超调误差问题,通过分析状态转换前后陀螺施矩信息,提出通过在切换时刻对陀螺控制角速率信息进行补偿的办法,对状态转换超调误差进行抑制。针对24小时地球周期振荡误差抑制问题,提出多方位阻尼惯导系统方案,并开展三阶多方位阻尼系数的阻尼网络设计,以更好的适应潜器的空间运动。 本文在完成状态转换判据设计、超调误差抑制和多方位阻尼设计的基础上,通过构建的惯导系统误差仿真体系对设计方案进行了正确性验证。验证结果表明,所开展的研究工作对于提高潜器用惯导系统的载体运动适应性具有重要作用。 |
| 作者： | 时俊宇 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 程建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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