资源描述：
《采用卡尔曼滤波器对惯性导航平台快速精对准_最初试验结果.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、采用卡尔曼滤波器对惯性导航平台快速精对准最初试验结果一摘要。本报告论述了惯性导航平台自动对准时的物理关系LN3平台快速精对准试验是在西德航空和宇航研究院实验室内未用在一台。EAI一Pacer10数字计算机内被编程的卡尔受滤波器进行的,。讨理论原理试验装置结构和所获得的刚量结果都进行了讨论1.惯性导航平台自动对准时的物理关系导论为了更,好地理解惯性平台白动对准时的动力学应首先对简单的陀螺罗盘的工作原理加以说明。‘图1是一个无阻尼的机械陀螺罗盘示意图,已是一个带水平转子轴和一个与转子轴垂直。r,的安装在陀螺框架上的摆组成的位置陀螺调节回路能产
2、生摆动力矩mg口调节回路信号,I了。,从加速度计B输出经过放大器KH进入倾斜轴上的力矩器T如图1所示下面我们”。,将这种传感器简称为,’l匕子陀螺罗盘在地球白转的情况下对陀螺罗盘的转子轴进行描述,,,其陀尖轨迹是绕平衡位置的椭园运动如图2所示当方位上的传感器无误差时平衡位置。。与正北向重合对一开始没有对准的陀螺罗盘的运动过程在图3中对其两个相位作了介绍图3表明,有可能阻尼这种运动,因此必须使相对水平面倾斜的陀螺摆感受一个绕水平输入,这一,。‘!0。.轴的旋转旋转可使陀螺摆到达平衡位置即州。,用电子法可以很容易实现这一点为此在图1中必须建立
3、一个附加通道从加速度表输,,Z,。,出经过放大器KH到垂直力矩器T如图4所示这种措施从力学角度考虑不很明显因,。此我们不应继续追求这一解决方法,,。最初偏移时阻尼陀螺罗盘陀尖沿螺旋状轨迹到达其平衡位置如图5所示,,。按所谓的陀螺定向法在自动对准阶段惯性导航平台象陀螺罗盘一样接通可借助图6。。,,加以说明图6示出同步惯性导航平台的方块图NKWK和VK分别是北西和垂直方向上。一,一一。带进动轴的陀螺同样NBMWBM和VBM分别是三个方向的加速度表由于地球自转一、的角速度c。.sin只.,月输入NK和VK的二个信号可以由口以和口电子信号补偿平台
4、绕北西和、。,垂直轴的不对准角为功口和p陀螺漂移为6。它们的补偿信号为6。气而加速度丧误差为。『。占f调节址为。,:。,,。。陀螺定向调节回路从N加速度表出来经过K进入了和经过K进入ry如采用陀螺图1无阻尼的机械电子陀螺罗盘示意图图2无阻尼陀螺罗盘转子轴的运动(相对地面观察员)65秤方矿一下砰。劫《a)下棍朝确。,汗刁,··书少一介邺烧介灼加火维玲旋转火入,矍织寿的力矩麟图3无阻尼陀螺罗盘末对准时的运动过程的两个相位图4阻尼电子陀螺罗盘示意r4l图.1二云5阻尼陀螺罗盘转子轴的勺‘扣对地面观辱叭)一6e一一贝Sin入交sin入9一介伪S入
5、众吟入一,图6同步状态的惯性导航平台框图,。二罗盘一样第一分路影响频率和后一分路影响阻尼另一个从W加速度表出来经过K进入。飞。的调节回路一是用于使惯性导航平台绕北南轴成水平状态这一调节回路经过地球速率的垂直分量,,与陀螺定向调节回路藕合很多情况下可以忽略这一点但它可用于卡尔曼滤波器的。。实际设计垂直方向的加速度表不参与水平和北向对准2.惯性导航平台自动对准后的乎衡位置,,。一乙井为了导出平衡位置我们引用了几个缩写符号并将未经补偿的陀螺漂移占。以及带由力矩器比例系数误差引起的口co以一口co以误差综合为陀螺漂移。x。eoscos.2一而公=
6、古一己;一。元+。只(),=d。:ns’一占苗誉一口滋几+口in几而同,样未经补偿的加速度表误差为占fo假定进入平,衡位置时的水平角功与0都很小它们与地球速率分以的乘积又可以忽略就可以得到:。」刁丫八‘,O一一管0一十-口二一乙产(2.2)髻,K占,g。.。务K盯允劝.+cU州~一口cos元一一口os兄—由此可,以得出可以根据加速度表偏差和西一东向陀螺的常值陀螺漂移为对准精度规定。。,一物理极限这些传感器误差都是不可观察的状态参数因此下面我们应从平衡位置起求。.,,出必0和沪角度从方程(22)的前两个关系式中可以看到加速度表偏差不仅影响到
7、北。,向和垂直方向的陀螺偏差还影响到惯性导航平台的角偏差当然这些误差也都是可观察的,,状态由图6示出由此引起的惯性导航平台附加偏差会产生一个输向加速度表输出端与漂,。’移成比例的输出电压按陀螺定向法对惯性平台校正时〔1这个电压是可以测量的及用卡尔。。曼滤波器对准时采用这个事实下面我们还将对卡尔曼滤波器进行研究作为准备我们还想。对陀螺定向调节回路的设置加以讨论3.模拟式陀螺定向调节川回路的设置。设置陀螺定向调节回路的目的是让平台快而准地进入水平和向北位置这里只想讨论最,。,后一个过程并使图6中最上方的绕南一北轴的水平回路与陀螺定向回路退祸这
8、里我们。只考虑后者:“上述要平台快速对准的第一个要求可以用数学方法表示为从初始偏差角必到60秒后。,。“,最终值的方位偏差角的均方值这个值在图7a中用T扩T的函数表示这里T=600而T。,。是
