智能容错组合导航系统的设计与研究

发布时间：2017-05-22 18:36

  本文关键词：智能容错组合导航系统的设计与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：利用捷联惯导(SINS)、GPS定位系统和多普勒计程仪(DVL)进行组合导航是水下运载器导航定位的有效方式。本文主要研究以卡尔曼滤波算法为核心的SINS／GPS／DVL组合导航以及故障检测。 本文建立两个传统卡尔曼滤波器分别对运载器的位置信息和速度信息进行卡尔曼估计。由于传统卡尔曼滤波算法模型建立的近似性，本文讨论了自适应滤波算法和BP神经网络理论，它们是对传统卡尔曼滤波算法的改进和突破。 为了保证观测数据的可靠性，在卡尔曼滤波过程中需要进行故障检测、隔离和系统重构等容错手段，其中故障检测是重点。 最后，本文以智能容错组合导航仿真系统软件对卡尔曼滤波算法和智能容错理论进行了验证。
【关键词】：卡尔曼滤波 自适应滤波 BP神经网络 故障检测
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U666
【目录】：

• 第1章 绪论9-12
• 1.1 概述9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 本课题的研究目的及所作的工作11-12
• 第2章 组合导航系统构成12-23
• 2.1 捷联惯性导航系统12-15
• 2.1.1 基本工作原理12-13
• 2.1.2 捷联惯导的特点13-14
• 2.1.3 捷联惯导的误差方程14-15
• 2.2 GPS导航系统15-19
• 2.2.1 系统组成15-16
• 2.2.2 GPS定位原理16-17
• 2.2.3 GPS导航系统的特点17-19
• 2.2.4 GPS导航系统的误差方程19
• 2.3 多普勒计程仪19-21
• 2.3.1 基本工作原理19-20
• 2.3.2 多普勒计程仪的特点20
• 2.3.3 多普勒计程仪的误差方程20-21
• 2.4 组合导航系统的构成21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 传统卡尔曼滤波算法及其应用23-39
• 3.1 集中式卡尔曼滤波理论23-26
• 3.1.1 卡尔曼滤波概述23-24
• 3.1.2 基本滤波算法24-25
• 3.1.3 物理意义25-26
• 3.2 卡尔曼滤波器的设计26-33
• 3.2.1 状态量与量测量的选取26-27
• 3.2.2 滤波器的设计27-30
• 3.2.2 滤波过程中需要注意的问题30-33
• 3.3 卡尔曼滤波器在组合导航系统中的应用33-38
• 3.3.1 组合导航系统结构33-35
• 3.3.2 输出校正与反馈校正的比较35-36
• 3.3.3 滤波初始值对组合导航结果的影响36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 非传统滤波算法的讨论39-54
• 4.1 自适应滤波算法39-43
• 4.1.1 观测噪声统计特性未知时的滤波算法39-42
• 4.1.2 系统噪声统计特性未知时的滤波算法42-43
• 4.2 BP神经网络算法43-53
• 4.2.1 神经网络概述43-45
• 4.2.2 误差反向传播神经网络45-49
• 4.2.3 BP网络在导航中的应用49-51
• 4.2.4 BP网络的不足之处51-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第5章 故障检测与智能容错54-68
• 5.1 故障检测与智能容错概述54-55
• 5.2 故障检测原理55-60
• 5.2.1 残差x~2检测法55-57
• 5.2.2 状态x~2检测法57-60
• 5.3 故障检测的实际应用60-65
• 5.3.1 故障检测门限值的设定61-62
• 5.3.2 故障检测仿真试验62-65
• 5.4 容错系统的实现65-66
• 5.5 本章小结66-68
• 第6章 智能容错组合导航仿真系统68-75
• 6.1 仿真系统的结构及功能68-69
• 6.1.1 仿真系统的结构68-69
• 6.1.2 仿真系统的功能69
• 6.2 仿真系统各子模块的描述69-73
• 6.2.1 导航子系统模块70-71
• 6.2.2 组合导航模块71-72
• 6.2.3 智能容错模块72-73
• 6.3 本章小结73-75
• 结论75-76
• 参考文献76-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果78-79
• 致谢79

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 汪坤;无人机组合导航系统数据融合算法研究与软件实现[D];电子科技大学;2011年

2 罗继先;给合导航评价验证系统设计[D];西安工业大学;2012年

3 舒舟;组合导航系统故障诊断与智能容错相关问题研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

4 李静;UKF滤波方法在组合导航系统中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

5 夏琳琳;故障检测与诊断技术在组合导航系统中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

6 陈剑峰;水下航行器组合导航系统容错方法研究[D];西北工业大学;2007年

7 夏天;车载组合导航系统及其CAN通讯设计[D];哈尔滨工程大学;2007年

8 李秋荣;基于SUKF方法在组合导航系统中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

9 张健;惯导与多普勒组合导航技术仿真[D];哈尔滨工程大学;2009年

10 解芳;组合导航非线性滤波方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

  本文关键词：智能容错组合导航系统的设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：386537