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微型惯性测量组合系统设计及其初始对准方法研究
| 论文题名： | 微型惯性测量组合系统设计及其初始对准方法研究 |
| 关键词： | 智能仪表;惯性导航系统;信息融合;微型惯性测量组合;初始对准法 |
| 摘要： | 微型惯性测量组合(MIMU)具有体积小、重量轻、适于大批量生产、价格低廉、高可靠性等特殊优点，在军用、民用领域均有着广泛的应用前景。为使MIMU尽早走向实用，MIMU的系统设计和初始对准成为非常关键和急需解决的问题。本文针对以上内容进行了研究。 1.对微型惯性测量组合(MIMU)的结构方案进行了分析与设计，在研究传统的三个陀螺加三个加速度计的基础上，研究了采用纯加速度计来实现。MIMU，进而首次提出采用单陀螺多加速度计的方案来解决纯加速度计方案中存在的一些问题。对具有冗余结构的系统，引入了一种基于距离尺度的新的信息融合算法。 2.对微惯性测量组合(MIMU)进行了初步研究，为实现系统的小型化，提出采用DSP器件来替代传统的计算机，解决复杂的姿态计算、误差补偿及状态估计。为解决元件高动态与高精度不能兼顾的问题，提出并设计了“史密特”型的两级放大电路，为解决系统中电子元件本身的零漂和惯性元件初始零偏，提出采用了记忆电容进行动态补偿的设计思想。 3.根据MIMU目前的精度情况，采用传递对准来进行初始对准，根据不同情况，分别建立了加速度与角速度匹配的测量参数匹配模型以及速度匹配模型，并对其进行了可观测性分析。由于动基座对准受到外界的干扰比较严重，因此引入了H<,∞>滤波，并进行了仿真比较。 4.进行了三通道自对准技术的研究。在研究单位置对准的基础上，又进行了二位置对准的研究，经过搜索找到了包括z向陀螺估计误差在内的最佳二位置，在研究传统双轴三位置对准时，提出了操作简单的单轴三位置对准思想方法，并且找到了最优的单轴三位置。为解决系统静基座对准速度慢的问题，引入了基于SLT的SVM理论，并首次将SVM方法应用于系统的初始对准中，并且取得了较好的估计效果。 5.进行了MIMU与GPS组合对准研究。为提高状态量的可观测性及可观测度，设计了几种机动轨迹，并选择了圆形运动进行了系统仿真实验。另外，为了得到较快的计算速度和较好的精度，采用了一种数据压缩算法。 |
| 作者： | 黄胜华 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 周百令 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2000 |
| 正文语种： | 中文 |
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