慣性導(dǎo)航系統(tǒng)平臺漂移誤差模型的辨識.pdf

1、隨著慣性導(dǎo)航技術(shù)的迅速發(fā)展，慣導(dǎo)平臺的精度要求也變得越來越高。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等慣性元器件的精度來提高整個慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度的代價越來越大。相比而言，在對慣導(dǎo)平臺各類誤差源辨識的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)級補(bǔ)償，則是一種更為經(jīng)濟(jì)有效的途徑。本文對慣導(dǎo)平臺漂移誤差模型的辨識做了深入研究，具體有以下幾方面的工作。
　　基于某特定型號的慣導(dǎo)平臺結(jié)構(gòu)，對慣導(dǎo)平臺的誤差漂移運(yùn)動進(jìn)行了建模。由陀螺、加速度計等分立的慣

2、性元器件誤差模型以及慣導(dǎo)平臺的穩(wěn)定機(jī)理，推導(dǎo)出了比較完整的慣導(dǎo)平臺漂移誤差模型。該平臺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。
　　以往對慣導(dǎo)平臺的漂移誤差模型的辨識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起陀螺高次項(xiàng)漂移誤差系數(shù)。為辨識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)平臺的漂移誤差模型中，針對慣導(dǎo)平臺漂移誤差模型的特殊性，對該系統(tǒng)輸出靈敏

3、度進(jìn)行簡化處理以便于理論分析。在此基礎(chǔ)上，分別推導(dǎo)出辨識非交叉項(xiàng)和辨識交叉項(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)平臺漂移誤差模型雖然具有普遍意義，然而，當(dāng)慣導(dǎo)平臺工作在特殊環(huán)境下，如恒定加速度條件下，該模型會存在系數(shù)冗余的問題，因而在靜基座測試條件下，慣導(dǎo)平臺的漂移誤差系數(shù)是不可能辨識完全的。靜基座測試條件下，慣導(dǎo)平臺的所有漂移誤差系數(shù)只能依靠重力加速度來激勵，這使得辨識過程中一些高次

4、項(xiàng)小量級的漂移誤差系數(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)平臺漂移誤差系數(shù)激勵過小的方法：線振動試驗(yàn)方法。在以往剛性連接線振動試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，基于實(shí)際工程的應(yīng)用，對彈性連接的線振動試驗(yàn)進(jìn)行了深入研究。針對彈性連接的線振動實(shí)驗(yàn)中存在的問題，提出了慣導(dǎo)平臺漂移誤差平均模型，指出了平均模型實(shí)質(zhì)和一個相應(yīng)靜態(tài)模型是等效的。因此，和靜態(tài)模型一樣，它也存在