太阳城集团

  • / 15
  • 下载费用:30 金币  

一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201310632713.5

申请日:

2013.11.29

公开号:

太阳城集团CN103630135A

公开日:

2014.03.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01C 21/16申请日:20131129|||公开
IPC分类号: G01C21/16; G01C21/10 主分类号: G01C21/16
申请人: 东南大学
发明人: 陈熙源; 汤传业; 黄浩乾; 宋锐; 吕才平; 方琳; 何昆鹏
地址: 211189 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
优先权:
专利代理机构: 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 代理人: 杨晓玲
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201310632713.5

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2016.06.01|||2014.04.09|||2014.03.12

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种新的角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法,针对传统角速率输入的姿态算法圆锥误差补偿结构不能充分利用已有角速率太阳城集团的问题,提出了一种改进的姿态算法圆锥误差补偿结构,从而给出一种新的角速率输入的姿态算法结构;在定义经典圆锥运动形式和分析几个必要的圆锥运动特性的基础上,对提出的姿态算法圆锥误差补偿结构进行简化处理,获得了一种压缩的姿态算法圆锥误差补偿结构;定义了圆锥误差补偿误差准则,并推导了该误差准则的具体描述;选定了圆锥误差补偿优化目标和方法并实施了圆锥误差补偿结构参数的优化设计,获得一种新的角速率输入的带有圆锥误差补偿结构优化参数的姿态算法,使捷联惯导姿态解算综合性能得到提高。

权利要求书

权利要求书
1.  一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤(1),建立用于角速率输入的姿态算法的圆锥误差补偿结构:
在一个姿态更新周期内,以拟合角增量子样周期为太阳城集团间隔顺序抽取角速率采样值,并拟合角增量子样;然后,建立用于姿态更新的更新旋转矢量的解算形式和圆锥误差补偿结构;
步骤(2),简化所述圆锥误差补偿结构,得到压缩圆锥误差补偿结构:
定义经典圆锥运动,忽略角增量子样的拟合误差,并只考虑角速率采样叉乘项、角增量子样叉乘项、角速率采样与角增量子样叉乘项的各自在x轴上的第一个分量,建立压缩圆锥误差补偿结构,得到压缩圆锥误差补偿项;
步骤(3),基于步骤(2)所述的压缩圆锥误差补偿结构,建立角速率输入的圆锥误差补偿误差准则:
定义圆锥误差补偿项误差为圆锥误差补偿项的理论值与数值计算值在误差矢量的第一个轴向分量上的分量差;
步骤(4),建立圆锥误差补偿结构参数优化目标和圆锥误差补偿结构参数优化方法:
圆锥误差补偿优化设计的目标:使圆锥误差补偿项误差的绝对数值达到最小;
圆锥误差补偿结构参数优化设计方法是:根据所述目标,将圆锥误差补偿项误差展开成太阳城集团圆锥频率参数的幂级数,令幂级数前3N-1个低阶项的系数为零,并求解得到的线性方程组,得到优化的圆锥误差补偿系数;其中N为一个姿态更新周期包含的拟合角增量子样周期数。

2.  根据权利要求1所述的一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法,其特征在于:所述步骤(1)中建立用于角速率输入的姿态算法的圆锥误差补偿结构具体步骤如下:首先,定义姿态更新周期的开始时刻为tl-1,结束时刻为tl,姿态更新周期为Tl,拟合角增量子样周期为Tk,角速率采样周期为T;其中,一个姿态更新周期包含的拟合角增量子样周期数为N,即Tl=NTk;拟合一个角增量所用的顺序角速率采样数为M+1,即Tk=MT;从时刻tl-1开始在一个姿态更新周期内,即太阳城集团区间[tl-1,tl]内以Tk为太阳城集团间隔顺序抽取的第i+1个角速率采样值为ωi,其中按照太阳城集团发生的先后顺序,i取值为0,1,...,N;从时刻tl-1开始在一个姿态更新周期内,即太阳城集团区间[tl-1,tl]内使用太阳城集团区间 [tl-1+(k-1)Tk,tl-1+kTk]内的角速率采样值拟合的第k个角增量子样为Δαk,其中按照太阳城集团发生的先后顺序,k取值为1,2,...,N;然后,给出用于姿态更新的更新旋转矢量的解算形式和圆锥误差补偿结构:所述更新旋转矢量φt为φt=αl+δφl,所述圆锥误差补偿项δφl为δφl=Tk2Σi=0N-1Σj=i+1Nηijωi×ωj+Σi=1N-1Σj=i+1NμijΔαi×Δαj+TkΣi=0NΣj=1Nξijωi×Δαj;]]>其中,αl=Σk=1NΔαk,]]>αl为一个姿态更新周期内总的拟合角增量,ηij、μij和ξij分别为对应于角速率采样叉乘项、角增量子样叉乘项和角速率采样与角增量子样叉乘项的圆锥误差补偿系数,i、j和k为符号下标。

3.  根据权利要求2所述的一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法,其特征在于:步骤(2)简化所述圆锥误差补偿结构,得到压缩圆锥误差补偿结构的具体步骤如下:定义经典圆锥运动Φ(t)=[0 acosΩt asinΩt]T,其中t为时刻,Φ(t)为载体系相对参考系在t时刻的旋转矢量,并将载体系定义为b系,将参考系定义为n系,a为半锥角,Ω为圆锥运动频率,[]T为[]的转置;在此基础上,定义t时刻b系相对于n系的角速度在b系下的投影为:ωnbb(t)=-2Ωsin2(a/2)-ΩsinasinΩtΩsinacosΩtT;]]>令角速度采样值ωi为其中i=0,1,...,N,忽略角增量子样Δαj的拟合误差,并令其中j=1,2,...,N,得到角速率采样叉乘项ωi×ωj的第一个分量[ωi×ωj]x等于Ω2sin2asin[(j-i)ΩTk],角增量子样叉乘项Δαi×Δαj的第一个分量[Δαi×Δαj]x等于角速率采样与角增量子样叉乘项ωi×Δαj的第一个分量[ωi×Δαj]x等于只考虑角速率采样叉乘项、角增量子样叉乘项、角速率采样与角增量子样叉乘项的各自在x轴向上的第一个分量,所述圆锥误差补偿项δφl的补偿结构简化压缩为:δφl=Tk2Σn=1NAnωN-n×ωN+Σp=1N-1BpΔαN-p×ΔαN+TkΣq=1NCqωN-q×αN;]]>其中,An=Σi=nNη(i-n),j,]]>An为 与ηij相当的圆锥误差补偿系数,在量值上等于所有的η(i-n),i之和;Bp为与μij相当的圆锥误差补偿系数,在量值上等于所有的μ(i-p),i之和;Cq为与ξij相当的圆锥误差补偿系数,在量值上等于所有的ξ(i-q),i-ξi,(i-q+1)之和。

4.  根据权利要求3所述的一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法,其特征在于:步骤(3)基于步骤(2)所述的压缩圆锥误差补偿结构,建立角速率输入的圆锥误差补偿误差准则的具体步骤如下:在圆锥运动条件下,圆锥误差补偿项数值计算误差表现为,误差矢量的第一个轴向分量是常值分量,其余两个轴向分量是周期分量,并将误差矢量的第一个轴向定义为x轴;定义圆锥误差补偿项误差e为圆锥误差补偿项的理论值与数值计算值在x轴上的分量之差,即;其中,δφx为更新旋转矢量圆锥误差补偿项理论值在x轴上的分量,为更新旋转矢量圆锥误差补偿项数值计算值在x轴上的分量;圆锥误差补偿项理论值在x轴上的分量δφx等于将所述叉乘项分量[ωi×ωj]x、[Δαi×Δαj]x和[ωi×Δαj]x的分析表达式代入圆锥误差补偿形式的压缩结构δφl=Tk2Σn=1NAnωN-n×ωN+Σp=1N-1BpΔαN-p×ΔαN+TkΣq=1NCqωN-q×ΔαN]]>中,得到圆锥误差补偿项数值计算值在x轴上的分量为
从而导出圆锥误差补偿项误差e为:
e=12sin2a[Nβ-sin()-2β2Σn=1NAnsin()-8sin2β2Σp=1N-1Bpsin()-4βsinβ2Σq=1NCqsin(-β2)],β=ΩTk,]]>
其中β为与角增量子样周期Tk有关的圆锥频率参数。

5.  根据权利要求4所述的一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法,其特征在于:所述步骤(4)中建立圆锥误差补偿结构参数优化目标和圆锥误差补偿结构参 数优化方法的具体步骤为:圆锥误差补偿优化设计的目标是:使圆锥无差补偿项误差e的绝对数值达到最小;圆锥误差补偿结构参数优化设计方法是:根据三角函数关系式sin2(β/2)=(1-cosβ)/2,所述圆锥误差补偿项误差e得到为如下形式:
e=12sin2a[-sin()-2β2Σn=1NAnsin()-2Σp=1N-1Bp{2sin()-sin[(p+1)β]-sin[(p-1)β]}+2βΣq=1NCq{cos()-cos(q-1)β}],]]>再根据三角级数关系式sinx=x-x33!+...+(-1)k-1x2k-1(2k-1)!+...]]>cosx=1-x22!+...+(-1)k-1x2(k-1)2(k-1)!+..,]]>得到圆锥误差补偿项误差e太阳城集团圆锥频率参数β的幂级数形式表达式:
e=12sin2aΣk=1{(-1)k-1(2k+1)!N2k+1-2(-1)k-1(2k-1)!Σn=1NAnn2k-1-2(-1)k(2k+1)!Σp=1N-1Bp[2p2k+1-(p+1)2k+1-(p-1)2k+1]+2(-1)k(2k)!Σq=1NCq[q2k-(q-1)2k]}β2k+1,]]>
令圆锥误差补偿项误差e太阳城集团β的幂级数项β2k+1的系数为零,k=1,2,...,3N-1;得到线性方程组:
2(-1)k-1(2k-1)!Σn=1NAnn2k-1-2(-1)k(2k)!Σq=1NCq[q2k-(q-1)2k]+2(-1)k(2k+1)!Σp=1N-1Bp[2p2k+1-(p+1)2k+1-(p-1)2k+1]=(-1)k-1(2k+1)!N2k+1,]]>k=1,2,...,3N-1;解该线性方程组,得到优化的圆锥误差补偿系数An、Bp和Cq。

关 键 词:
一种 速率 输入 姿态 算法 结构 参数 优化 方法
  专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
太阳城集团本文
本文标题:一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法.pdf
链接地址:http://zh228.com/p-6220889.html
太阳城集团我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

copyright@ 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
葡京赌场|welcome document.write ('');