非线性鲁棒UKF滤波器在SINS传递对准中的应用研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangyananqd
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传递对准是子惯性导航系统常用的一种初始对准方式,准确性和快速性是传递对准的两个重要指标。在传递对准中,滤波技术起着至关重要的作用。提高滤波器的估计精度,是传递对准研究的重点。   本文针对载体在复杂、机动条件下引起的SINS传递对准模型非线性并且系统噪声和量测噪声不符合高斯假设的情况,分析了UKF滤波方法,证明了UKF比Kalman滤波更适用于模型非线性的情况,并在UKF的基础上引入了H∞鲁棒环节,提高了UKF对有色噪声的鲁棒性。通过仿真,验证了算法的有效性。   本文研究工作主要包括以下几个方面:   (1)首先阐述了惯性导航的基本原理,给出了SINS中常用的几个坐标系及其之间的变换关系,分析了SINS中的误差来源,并推导了捷联惯性导航系统的位置误差方程、速度误差方程和姿态误差方程。   (2)简要叙述了SINS传递对准中常用的滤波方法Kalman滤波和扩展Kalman滤波,并重点阐述UKF滤波。包括UKF滤波方法核心思想-UT变换,算法精度,以及采样策略。超球体采样与比例对称采样相比具有更少的计算量。在系统量测方程为线性的情况下,进一步推导简化UKF算法。给出了UKF算法在SINS传递对准中的应用仿真。对比了Kalman滤波与基于比例对称采样UKF和超球体采样UKF滤波算法在系统误差模型非线性时的滤波效果,证明了UKF较Kalman滤波更适用于模型非线性的情况,并证明超球体采样UKF能在降低计算量的情况下保持和比例对称采样UKF相当的精度。   (3)详细推导了H∞滤波的鲁棒机理,将鲁棒环节引入计算量较少的超球体采样策略UKF算法,形成鲁棒UKF滤波算法。并对该算法在SINS传递对准系统噪声和量测噪声分别为白噪声和有色噪声的情况下进行仿真。仿真结果证明,鲁棒UKF滤波在白噪声情况下虽然精度有所降低,但是相对UKF具有对有色噪声的鲁棒性,较UKF滤波更适用于实际的SINS传递对准。
其他文献
肿瘤是影响人类健康的主要的疾病。而基因微阵列和蛋白质质谱等生物技术的出现为疾病的诊断和治疗提供了新的方法,开辟了新的途径。但由于数据具有高维、小样本等特性,常规的模
生物特征密码技术是研究如何将传统的基于生物特征的认证、识别系统和传统的基于数字的信息安全系统有机结合起来的技术。人脸特征以其普遍性、直观性、非侵犯性已被广泛使用
切换系统是混杂系统之一,它是由很多个子系统以及作用在这些子系统中的切换规则组成的。奇异系统,也可以称为广义系统,其应用范围比正常系统的应用范围更加广泛。假如一个切换系
由水动力实验所知,在一定范围、同一角度下,舵(鳍)所能达到的升力值会随拱度增大而增大,升阻比也会有一定的改善。利用这一特性,人们设计出了船舶的襟翼舵及襟翼鳍,用以改善舵、鳍的
开关磁阻电机由于结构简单、成本低廉、起动转矩大、可靠性好、调速范围宽等优点,引起了越来越多的关注,被广泛应用于工业生产和家用电器等领域。为了保障电机的安全运行和对电机控制策略和损耗研究的需要,必须对电机参数进行在线监测。本文实现了对开关磁阻电机的在线监测,所监测的参数包括电机的相电流、母线电压、扭矩、转速。该系统主要由监测参数的获取和处理、数据采集模块以及上位机软件平台三大部分组成。监测参数的获取
本文主要研究了吸气式高超声速飞行器上升段轨迹优化及闭环最优制导技术,主要研究内容包括:   1.研究了真正意义下的三维空间下的飞行器轨上升段迹优化问题,和传统的二维
随着科学技术的不断进步,21世纪的核心武器将是无人作战系统。地面无人移动平台作为无人作战系统的重要组成部分,涉及计算机技术、人工智能、自动化控制等诸多方面,对其研究
随着海军舰船技术的迅速发展,各种技术装备不断加载到舰船上,使得舰船技术资料的数据量不断增大,而且技术资料的种类繁多、格式又多样,因此如何管理这些技术资料,并能快速地从中查
太阳能光伏发电技术作为极具前景的新能源利用方式之一,在世界各国发展迅速。由于光伏发电的效果受气候环境、光照强度等因素的影响非常明显,太阳能光伏电池阵列输出的是间断
首先本文具体介绍了运动目标识别与跟踪方法在国内外的发展与研究的状况,并且对相关的算法做了简要的说明。然后针对目标识别与跟踪方法,本文分别详细介绍和说明了粒子滤波跟