飞行器组合导航系统故障检测及滤波响应量化研究

发布时间：2020-04-02 08:00

【摘要】：组合导航可以提高导航系统的精度,它是保证系统准确性的关键,然而保证系统的可靠性也尤为重要,故障检测技术正是保证导航系统安全性、可靠性的重要措施。当有量测故障发生时,传统的故障检测法会选择去除该观测子系统的所有信息。本文提出的基于卡尔曼滤波器残差卡方故障检测与最小二乘偏差故障检测相结合的一种系统全局与局部联合交叉故障检测的研究方法,可以实现将所有的故障观测量剔除,保留正常观测量进行组合导航,避免了正确的量测信息不必要的浪费。与传统的故障检测法相比较,本文创新性的提出了状态故障与量测故障的判别方法,并且能够对状态故障与量测故障有效的加以区分。当故障小于最小可探测偏差(Minimum Detectable Biases,MDB)时,会导致滤波器过优估计,故障漏检概率就会增大。本文通过使用量化滤波器对故障的响应的研究方法,重新构造滤波器估计误差协方差矩阵,实验结果证明了量化滤波器对故障的响应的研究方法能够有效的抑制在故障发生时滤波器过优估计产生的影响,减小故障漏检现象的发生,提高系统的可靠性。本论文的主要研究内容如下:(1)本文介绍了捷联惯性导航系统的基本工作原理,并且对其主要误差源进行分析,推导出了导航系统误差方程。针对组合导航滤波算法及故障检测方法,本文详细的介绍了常规卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波、粒子滤波算法以及残差卡方故障检测与最小二乘偏差故障检测法的数学基础。(2)为了提高组合导航的可靠性,本文提出了一种基于卡尔曼滤波器残差卡方故障检测与最小二乘偏差故障检测相结合的系统全局与局部联合交叉故障检测法,以及系统量测故障与状态故障的判别方法。并且通过算例仿真,来验证这种研究方法有效性。最后,将该方法与传统残差故障检测方法作比较,来验证其优越性。(3)当量测故障小于MDB时会导致滤波器过优估计,使系统故障漏检概率的增大。本文分析了造成滤波器过优估计的原因及其影响,通过量化滤波响应的研究方法,重新构造出滤波器估计误差协方差矩阵,来抑制过优估计带来的影响,减小故障漏检现象的发生,提高系统的可靠性。
【图文】：

(a)传统残差卡方故障检测结果

(b)传统残差卡方故障检测结果
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V249.328;TN967.2

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 杜小菁;翟峻仪;;基于MEMS的微型惯性导航技术综述[J];飞航导弹;2014年09期

2 许云达;赵修斌;;基于卫星导航系统的组合导航技术及其发展综述[J];飞航导弹;2014年05期

3 王睿;任超;戴鑫;郑浩;蔡欣恩;;多卫星系统最小可探测偏差仿真分析[J];全球定位系统;2014年01期

4 梁s，

本文编号：2611681