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专利号: 2017113739388
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种拟牛顿法优化补偿系数的圆锥误差补偿算法,其特征在于,采用前一周期角增量的采样方式下对圆锥误差的周期项与非周期项同时进行优化,并使用拟牛顿法对补偿系数进行求解;包括如下步骤:S1、利用前一周期的输出信息,采用旋转矢量法进行陀螺输出角速率的多次采样,进行旋转矢量的获取;

S2、对周期项进行二次补偿;

S3、采用最优化的拟牛顿法求解误差补偿系数;

S4、将步骤S2和步骤S3整合完成捷联惯导的姿态解算更新,具体的,采用的是在采用前一周期角增量的前提下对周期项单独进行二次解算得出周期项的补偿系数,在解算方法上用拟牛顿法代替传统泰勒展开法,最终将补偿后的旋转矢量转化成更新四元数对姿态进行更新。

2.如权利要求1所述的一种拟牛顿法优化补偿系数的圆锥误差补偿算法,其特征在于,所述步骤S1所得到的旋转矢量Φ表达式为:

1 2

其中,θ为当前周期角增量,θi为一个周期内第i次采样的角增量,θ、θ为前两个周期的角增量,P、Q为补偿系数。

3.如权利要求1所述的一种拟牛顿法优化补偿系数的圆锥误差补偿算法,其特征在于,所述步骤S2具体包括如下步骤:作为模拟载体角运动最恶劣的环境,经典圆锥运动通常用如下矢量表示:u(t)=[0 acoswt asinwt]T;

其中,w为锥运动角频率,a为锥运动半锥角;

描述圆锥运动的角速度矢量如下表示:

在时间间隔[t,t+h]内,对Bortz方程积分并取近似,可以得到旋转矢量Φ的理想值其中,经典圆锥运动环境下, 表示为:

其中,为旋转矢量, 分别为其在x、y、z三个轴上的分量,w为圆锥运动频率,t为时间,h为姿态更新周期,a为圆锥运动的半锥角;

根据步骤S1所采集到的旋转矢量Φ,在补偿系数上同时加入了对y轴和z轴方向的补偿:其中,K、P、Q都是二次优化后的三维待求解的补偿系数。