水下组合导航系统导航算法及航向故障诊断方法研究

发布时间：2019-11-06 12:19

【摘要】：海洋是生命的摇篮,目前世界上很多国家都对海洋资源的开发和利用越来越重视,由于经济的发展和科学研究的需要,水下机器人(AUV)在最近20多年中取得了迅速发展,这使得AUV的导航系统也有了长足的发展和进步。惯性导航系统(INS)和自主导航系统都是水下常用的导航系统。本文使用的由微机电子惯性测量单元MEMS搭建的惯性导航系统有着自主性,小体积,轻重量,低成本的优点,但是其误差随着时间的推移而累积,不能长时间单独导航。而由多普勒计程仪和电子罗盘组成的自主导航系统不存在惯导系统所存在的误差发散问题,但是由于电子罗盘测量的航向角是就地磁北极而言的并非真北,因此自主导航系统的导航效果也不是十分完美。所以本文基于惯性测量单元和多普勒计程仪对电子罗盘组成的自主导航系统的航向进行故障诊断并且基于这种航向故障诊断的方法将两个导航系统进行了组合,以达到更好的导航效果。本文首先用MATLAB软件建立了惯性导航系统和由多普勒计程仪及电子罗盘组成的自主导航系统,进行了分析比较,对电子罗盘的误差进行了标定。然后通过联邦卡尔曼滤波的方法将两个系统进行了组合。同时提出并验证了在电子罗盘出现故障或偏差较大时用惯性测量单元和多普勒计程仪对其进行故障诊断并的方法,并基于这种航向故障诊断的方法也将两个导航系统进行组合,最终完成导航任务。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN967.2

【参考文献】