慣性導(dǎo)航系統(tǒng)平臺(tái)漂移誤差模型的辨識(shí).pdf

1、隨著慣性導(dǎo)航技術(shù)的迅速發(fā)展，慣導(dǎo)平臺(tái)的精度要求也變得越來(lái)越高。由于加工水平和制造工藝的限制，僅僅依靠提高陀螺及加速度計(jì)等慣性元器件的精度來(lái)提高整個(gè)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度的代價(jià)越來(lái)越大。相比而言，在對(duì)慣導(dǎo)平臺(tái)各類誤差源辨識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)補(bǔ)償，則是一種更為經(jīng)濟(jì)有效的途徑。本文對(duì)慣導(dǎo)平臺(tái)漂移誤差模型的辨識(shí)做了深入研究，具體有以下幾方面的工作。
　　基于某特定型號(hào)的慣導(dǎo)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，對(duì)慣導(dǎo)平臺(tái)的誤差漂移運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了建模。由陀螺、加速度計(jì)等分立的慣

2、性元器件誤差模型以及慣導(dǎo)平臺(tái)的穩(wěn)定機(jī)理，推導(dǎo)出了比較完整的慣導(dǎo)平臺(tái)漂移誤差模型。該平臺(tái)漂移誤差模型物理意義明確，便于根據(jù)仿真研究或工程應(yīng)用的需要進(jìn)行擴(kuò)充或化簡(jiǎn)。
　　以往對(duì)慣導(dǎo)平臺(tái)的漂移誤差模型的辨識(shí)偏重于陀螺的零次項(xiàng)和一次項(xiàng)漂移誤差系數(shù)，其試驗(yàn)中選取的位置不可能激勵(lì)起陀螺高次項(xiàng)漂移誤差系數(shù)。為辨識(shí)出這些陀螺的高次項(xiàng)漂移誤差系數(shù)，本文將系統(tǒng)輸出靈敏度引入到慣導(dǎo)平臺(tái)的漂移誤差模型中，針對(duì)慣導(dǎo)平臺(tái)漂移誤差模型的特殊性，對(duì)該系統(tǒng)輸出靈敏

3、度進(jìn)行簡(jiǎn)化處理以便于理論分析。在此基礎(chǔ)上，分別推導(dǎo)出辨識(shí)非交叉項(xiàng)和辨識(shí)交叉項(xiàng)漂移誤差系數(shù)的試驗(yàn)位置選取原則。
　　J.H. Frazier等人提出的63階慣導(dǎo)平臺(tái)漂移誤差模型雖然具有普遍意義，然而，當(dāng)慣導(dǎo)平臺(tái)工作在特殊環(huán)境下，如恒定加速度條件下，該模型會(huì)存在系數(shù)冗余的問(wèn)題，因而在靜基座測(cè)試條件下，慣導(dǎo)平臺(tái)的漂移誤差系數(shù)是不可能辨識(shí)完全的。靜基座測(cè)試條件下，慣導(dǎo)平臺(tái)的所有漂移誤差系數(shù)只能依靠重力加速度來(lái)激勵(lì)，這使得辨識(shí)過(guò)程中一些高次

4、項(xiàng)小量級(jí)的漂移誤差系數(shù)出現(xiàn)難以收斂甚至發(fā)散的現(xiàn)象。因此，文中提出分步迭代的方法以促使高次項(xiàng)誤差系數(shù)的收斂。
　　文中也研究了另一種更有效解決慣導(dǎo)平臺(tái)漂移誤差系數(shù)激勵(lì)過(guò)小的方法：線振動(dòng)試驗(yàn)方法。在以往剛性連接線振動(dòng)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，基于實(shí)際工程的應(yīng)用，對(duì)彈性連接的線振動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行了深入研究。針對(duì)彈性連接的線振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，提出了慣導(dǎo)平臺(tái)漂移誤差平均模型，指出了平均模型實(shí)質(zhì)和一個(gè)相應(yīng)靜態(tài)模型是等效的。因此，和靜態(tài)模型一樣，它也存在