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航姿参考系统姿态算法性能优化仿真研究

发布时间:2020-11-09 19:59
   航姿参考系统(AHRS)利用重力及地磁场矢量观测值估计载体姿态,但采用加速度计测量重力会受到载体运动加速度的干扰而造成姿态估计误差。提出一种对运动加速度进行估计和补偿的新方法,上述方法在AHRS姿态算法外部实现运动加速度的估计与补偿,因而无需改动AHRS原有滤波器结构设计,几乎不需增加存储空间及计算量。仿真及结果表明,所提出的新方法能与各种常用AHRS姿态滤波算法相配合,能有效地消除运动加速度对姿态估计精度的影响,从而有助于提升AHRS在动态环境下的性能。
【部分图文】:

仿真结果,俯仰角,均方根


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互补滤波,仿真结果,俯仰角


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算法仿真,俯仰角,均方根


差,取遗忘因子为〇.?9。?函数,参数设定为:比例环节KP?=?0.?5,积分环节K,?=?0.?1.??假定载体沿x轴作变速运动,加速度变化曲线如图1所?UKF及CF仿真结果分别见图3与图4。俯仰角误差??示,各算法滤波后的俯仰角误差变化曲线示于图2,俯仰角平(均方根)统计结果见表2,表中还列出了?EKF的仿真结果以??均误差见表1。?便对比。????3「?8「?一无补偿一有补偿??,I:??_3?■?1?1?*?*?*?I?_g?i?i?i?i?i?i?i??0?2?4?6?8?10?12?0?2?4?6?8?10?12??时间/s?时间/s??图1仿真中的载体运动加速度?图3?UKF仿真结果??表1各算法俯仰角均方根误差?8???卜帛?冑彳卜肖??加速度抑制算法?俯仰角误差(均方根)?4?\?A??切换滤波法?0.?198。?|?V?\?/?V?f?Y?I?\J??估计-补偿法?0.417°?I"1?■?\J?\j\j??Sage?-?Husa?滤波?0.?449°?_8??1????i?i?i??.^?_?〇?2?4?6?8?10?12???本艾方法???时间6??图4互补滤波仿真结果???无补偿??切换滤波法??a??估计补偿法??Sage-Husa滤波??r?—本文方法?表2不同姿态滤波算法仿真对比??4?■??姿态滤波算法?俯仰角误差(均方根)????0?丄士—?—?V—每决〕.?EKF(无补偿)?1.525。??L?^'?V?V?酬有补偿)?〇.198。??UKF(
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