箭載冗余捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 箭載冗余捷聯(lián)慣導(dǎo)介紹 1
1.1.1 冗余捷聯(lián)慣導(dǎo)的重要性 1
1.1.2 國內(nèi)外冗余捷聯(lián)慣組現(xiàn)狀 2
1.2 國內(nèi)外運(yùn)載火箭冗余方案 4
1.2.1 宇宙神5運(yùn)載火箭冗余方案 4
1.2.2 德爾塔4運(yùn)載火箭冗余方案 6
1.2.3 阿里安4運(yùn)載火箭冗余方案 8
1.2.4 獵鷹9運(yùn)載火箭冗余方案 9
1.2.5 長征系列運(yùn)載火箭冗余方案 10
1.3 故障檢測方法簡介 11
1.3.1 基于信號(hào)處理的故障檢測方法 11
1.3.2 基于解析模型的故障檢測方法 13
1.3.3 基于知識(shí)的故障檢測方法 14
第2章 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)介紹 17
2.1 向量 17
2.2 矩陣 18
2.3 概率論 21
2.4 四元數(shù) 23
第3章 冗余捷聯(lián)慣組配置方案 27
3.1 冗余捷聯(lián)慣組的基礎(chǔ)知識(shí) 27
3.1.1 陀螺儀 28
3.1.2 加速度計(jì) 29
3.2 冗余捷聯(lián)慣組配置方案的設(shè)計(jì)要求 29
3.3 冗余捷聯(lián)慣組最優(yōu)配置 30
3.3.1 導(dǎo)航性能與冗余捷聯(lián)慣組配置的關(guān)系 30
3.3.2 故障檢測性能與冗余捷聯(lián)慣組配置的關(guān)系 32
3.3.3 冗余捷聯(lián)慣組最優(yōu)配置的條件 33
3.4 典型的冗余捷聯(lián)慣組配置方案 34
3.4.1 四表配置方案 34
3.4.2 五表配置方案 36
3.4.3 六表配置方案 40
3.5 冗余捷聯(lián)慣組配置的可靠性 46
第4章 冗余捷聯(lián)慣組誤差及故障模型 48
4.1 冗余捷聯(lián)慣組誤差模型 48
4.2 故障建模 50
4.2.1 冗余捷聯(lián)慣組故障建模 50
4.2.2 故障輸出模式數(shù)學(xué)模型 52
第5章 基于一致性故障判別的冗余捷聯(lián)慣組故障檢測 55
5.1 雙套七表冗余捷聯(lián)慣組故障檢測 55
5.1.1 冗余配置方式 55
5.1.2 故障檢測與隔離策略 56
5.2 單套十表冗余捷聯(lián)慣組故障檢測 60
第6章 基于直接比較法的冗余捷聯(lián)慣組故障檢測 65
6.1 直接比較法中的奇偶方程 65
6.2 線性關(guān)系中系數(shù)k的確定 67
6.3 閾值Td的確定 68
6.4 直接比較法故障檢測與隔離策略 69
6.5 故障檢測性能指標(biāo) 72
6.6 直接比較法故障檢測的仿真應(yīng)用 72
6.6.1 常值漂移故障檢測仿真 73
6.6.2 線性漂移故障檢測仿真 78
第7章 基于等價(jià)空間法的冗余捷聯(lián)慣組故障檢測 81
7.1 等價(jià)空間原理 81
7.2 廣義似然比法 82
7.2.1 廣義似然比法故障檢測 82
7.2.2 廣義似然比法故障隔離 83
7.2.3 解耦矩陣的求解 84
7.2.4 廣義似然比法的改進(jìn) 85
7.2.5 廣義似然比法故障檢測的仿真應(yīng)用 85
7.3 最優(yōu)奇偶向量法 90
7.3.1 最優(yōu)奇偶向量法故障檢測與隔離策略 90
7.3.2 最優(yōu)奇偶向量法故障檢測的仿真應(yīng)用 91
7.4 奇異值分解法 93
7.4.1 奇異值分解法故障檢測與隔離策略 93
7.4.2 奇異值分解法的等價(jià)空間原理證明 95
7.4.3 奇異值分解法的改進(jìn) 96
7.4.4 奇異值分解法故障檢測的仿真應(yīng)用 98
7.5 奇偶向量的補(bǔ)償 101
第8章 量化對故障檢測的影響及解決方法 105
8.1 捷聯(lián)慣組的量化輸出 105
8.2 量化輸出的誤差分析 105
8.3 量化前后的故障檢測效果對比 106
8.3.1 量化前陀螺儀的故障檢測效果 106
8.3.2 量化前加速度計(jì)的故障檢測效果 108
8.3.3 閾值的求取 109
8.3.4 量化后的故障檢測效果 114
8.4 量化后冗余捷聯(lián)慣組故障檢測方法 115
8.4.1 三通道濾波檢測 116
8.4.2 三通道檢測閾值選取 117
8.5 三通道濾波法故障檢測的仿真應(yīng)用 120
8.5.1 常值漂移故障檢測仿真 120
8.5.2 線性漂移故障檢測仿真 126
第9章 冗余捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)重構(gòu)設(shè)計(jì) 129
9.1 故障后重構(gòu)算法 129
9.1.1 最小二乘估計(jì)算法 129
9.1.2 加權(quán)最小二乘估計(jì)算法 130
9.2 各軸精度相同時(shí)對正交軸的信息重構(gòu) 131
第10章 冗余捷聯(lián)慣組故障檢測試驗(yàn)方法 135
10.1 正交試驗(yàn)方法 135
10.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 138
10.3 正交試驗(yàn)仿真測試 140
10.3.1 試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)流程 140
10.3.2 仿真及結(jié)果分析 141
第11章 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航算法 145
11.1 坐標(biāo)系和坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 145
11.1.1 坐標(biāo)系定義 145
11.1.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 145
11.2 發(fā)射慣性坐標(biāo)系捷聯(lián)慣導(dǎo)機(jī)械編排 147
11.2.1 發(fā)射時(shí)刻初值 147
11.2.2 發(fā)射慣性坐標(biāo)系下算法編排 147
11.3 發(fā)射慣性坐標(biāo)系捷聯(lián)慣導(dǎo)數(shù)值更新算法 149
11.3.1 姿態(tài)更新算法 150
11.3.2 速度更新算法 153
11.3.3 位置更新算法 158
11.3.4 更新算法總結(jié) 161
11.4 發(fā)射慣性坐標(biāo)系中的捷聯(lián)慣導(dǎo)誤差方程 162
11.5 發(fā)射慣性坐標(biāo)系松耦合組合導(dǎo)航算法 165
11.5.1 SINS/GNSS松耦合組合導(dǎo)航算法 165
11.5.2 衛(wèi)星的位置和速度轉(zhuǎn)換 166
11.5.3 仿真驗(yàn)證 166
第12章 故障檢測發(fā)展趨勢 171
參考文獻(xiàn) 173