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基于捷联惯性技术的汽车道路试验测试系统研究与工程实现
| 论文题名： | 基于捷联惯性技术的汽车道路试验测试系统研究与工程实现 |
| 关键词： | SINS;捷联惯性系统;运动参数;姿态;操纵稳定性;制动性能;汽车道路试验;汽车试验仪器;压电式加速度计;压电式陀螺 |
| 摘要： | 该文将捷联式惯性系统的理论与汽车运动参数的动态测试相结合,研究了由组合式压电惯性单元组成的低成本小型捷联系统在短时定位/姿态测试中的应用理论和应用技术,并研制了相应的便携式测试系统,用于汽车道路试验中操纵稳定性和制动性能的动态测试.主要作了以下研究工作:1、针对以汽车运动参数测量为目的的短时捷联惯性定位系统,研究了捷联系统计算模型的简化问题.提出了八种简化模型,并对简化模型的误差进行了仿真研究,为汽车运动参数动态测量的计算提供了理论依据.2、研究了低造价IMU构成的捷联惯性系统在短时工作情况下的测量误差问题,着重以汽车方位角、纵倾角、侧倾角为变量,建立了捷联惯性系统的误差模型,并对速度误差、姿态误差进行了分析.针对汽车性能测试时的典型行驶轨迹,即直线轨迹和圆周轨迹,对IMU误差引起的运动参数测量误差进行了计算机仿真.3、研究了卡尔曼滤波器在汽车运动参数测量中的应用,建立了直接求解汽车运动参数的卡尔曼滤波器数学模型.对直线运动轨迹和圆周运动轨迹分别进行了卡尔曼滤波器的仿真,得到了多组仿真结果,分析并讨论了卡尔曼滤波器在各种情况下的使用效果.4、对无陀螺惯性测量系统进行了分析研究,推导了基于多加速度计的惯性测量系统的一般模型,设计了一种用于汽车运动测量的加速度计配置方案.对无陀螺惯性测量系统的误差进行了分析推导,并通过计算机仿真进行分析.5、以压电式六维组合惯性传感器为核心,设计并实现了基于SINS技术的汽车运动测试系统.在数据处理软件中实现了基于SINS原理的运动变量的解算方法,同时集成了汽车操纵稳定性试验等性能分析的功能.6、对组合式压电惯性单元构成的低成本捷联系统在汽车测试中的应用进行了实验研究与试验验证.进行了静基座实验、汽车制动性能道路试验、汽车运动轨迹测试实验、汽车稳态回转试验、汽车瞬态回转试验等,对试验数据进行了计算分析并给出结果. |
| 作者： | 倪江生 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 翟羽健 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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