基于水下机器人的磁干扰补偿算法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于水下机器人的磁干扰补偿算法研究硕士研究生：刘雪君指导教师：孙晶华教授学科、专业：光学工程论文主审人：李庆波教授哈尔滨工程大学2017年12月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于水下机器人的磁干扰补偿算法研究硕士研究生：刘雪君指导教师：孙晶华教授学位级别：工学硕士学科、专业：光学工程所在单位：理学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTheStudyoftheMagne

2、ticInterferenceCompensationAlgorithmofUnderwaterRobotCandidate:LiuXuejunSupervisor:Prof.SunJinghuaAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:OpticalEngineeringDateofSubmission:Dec.2017DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作

3、，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可

4、采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于水下机器人的磁干扰补偿算法研究摘要以水下机器人为载体测量地磁场在航天航海领域进行导航和侦察极有应用前景，地磁场导航的优势在于无源、隐蔽性好。但是水下机器人载体或者其他水下航行器多是由铁磁材料制造，在载体中的设备也安装有电子设备等，这些

5、对磁力仪的测量造成了干扰，影响测量精度。因此补偿水下机器人载体对磁力仪测量干扰的误差十分必要。本文以此为背景，针对水下机器人载体对磁力仪的干扰特性，对三轴磁力仪在测量中的不同类型干扰的补偿方法进行了研究。主要工作包括：根据水下机器人载体的结构及运动特性，分析水下机器人载体的静态磁场干扰特性和动态磁场干扰特性，主要针对无刷直流电机的漏磁场，并进行实验。针对三轴磁力仪在测量过程受到的随机干扰影响，采用低通滤波和小波降噪两种方法，对这两种方法进行了仿真。由于小波去噪主要用于去除高频信号，对于三轴磁力仪本身存在的误差和一些低频干扰误差的消除有局限性，从三轴磁力仪的测量模型出发，构建误差模型

6、，得到误差补偿公式，采用递推最小二乘法和扩展卡尔曼滤波的方法对误差参数进行估计，对这两种方法进行仿真。最后为了验证小波去噪和三轴磁力仪补偿算法的有效性，以水下机器人载体为对象，搭建实验进行试验验证。关键词：水下机器人载体；磁干扰；小波去噪；递推最小二乘法；扩展卡尔曼滤波哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTItisverypromisingtousetheunderwaterrobottomeasurethegeomagneticfieldfornavigationandreconnaissanceinthefieldofspacenavigation.Theadvantage

7、ofgeomagneticfieldnavigationliesinitspassivenessandconcealment.However,underwatervehiclecarriersorotherunderwatervehiclesaremostlymadeofferromagneticmaterials,andtheequipmentincarrierialsoequippedwithelectronicequipment,whichinterferewi