基于粒子滤波及其改进算法的磁悬浮陀螺数据处理研究
[Abstract]:With the rapid development of national economy, there are more and more underground projects related to national economy and people's livelihood, such as high-speed railway subway tunnel, water transportation tunnel, mine tunnel and so on. The length of these tunnels is longer and longer, and the accuracy of these tunnels is higher and higher. The gyro total station has its unique advantages in many large projects because of its all-day and all-weather ability to find north. GAT maglev gyro total station is one of many gyro directional measuring instruments. Because of its unique maglev bearing system, moment feedback closed-loop measurement technology framework, real-time download and post-filter processing function of data in north-seeking process, the advantages of the system show and stand out from the others. In this paper, a series of research work is carried out on the optimal processing of rotor and stator current data collected by GAT maglev gyro total station, on the basis of fully analyzing the basic characteristics of stator and rotor current data. Particle filter and its improved algorithm are used to filter the stator and rotor current data. The main contents and innovations are as follows: 1. The principle, algorithm and advantages and disadvantages of particle filter are discussed. Particle filter algorithm is a kind of algorithm which has good filtering effect on nonlinear system based on spatial model of dynamic system, but it also has the problem of degradation of sample particles and lack of diversity of sample particles. In order to avoid its disadvantages, a particle filter algorithm based on observation path similarity is proposed for the correlation of rotor current data. 2. On the basis of analyzing and studying the data error source of gyro, it is clear that the data error of stator and rotor current mainly comes from the system error of instrument and the accidental error of the influence of the surrounding environment on it in the process of data acquisition. In view of the influence process, a series of measures are put forward to reduce all kinds of errors and mix into the collected data, so as to ensure the quality of the data. Based on the characteristics of stator and rotor current data, gross error detection and engineering example analysis, a method of pre-processing gyro data based on prior information of external azimuth is proposed. The results show that this method can effectively improve the stability of the data and the reliability of the final calculation results. 4. By comparing the standard particle filter algorithm, the adaptive Kalman filter algorithm and the improved particle filter algorithm based on observation path similarity based on the characteristics of rotor current correlation, the improved particle filter algorithm based on observation path similarity is applied in rotor current data. The results show that the improved algorithm can improve the quality of optimized data better. The research results of this paper are verified by an example, which is of great significance to optimize the data quality of gyro and improve the accuracy of gyro.
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB22
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,本文编号:2475722
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