衛(wèi)星-慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)濾波與控制研究.pdf

1、導(dǎo)航系統(tǒng)由于工作環(huán)境比較惡劣，受到各種外界的干擾，而器件本身也存在誤差，使得其精度受到嚴重影響。為提高導(dǎo)航精度，必須采用干擾抑制技術(shù)來降低干擾對導(dǎo)航系統(tǒng)的影響。另外由于各種噪聲產(chǎn)生機理比較復(fù)雜，統(tǒng)計特性很難獲得，而且導(dǎo)航誤差傳播模型也難以精確建模，所以對魯棒控制和魯棒濾波的研究就具有十分重要的現(xiàn)實意義。 在復(fù)雜的有色噪聲影響下，很難用單一的性能指標(biāo)衡量對干擾的抑制效果。因此，為實施有效的控制或濾波來抑制干擾，有必要采用多種性能量

2、測。從而對多目標(biāo)控制和多目標(biāo)濾波的研究具有十分迫切的現(xiàn)實需求。 有鑒于此，本文對慣性/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的魯棒多目標(biāo)控制和魯棒多目標(biāo)濾波問題進行了研究，內(nèi)容涉及<,2>控制、H<,∞>控制、保性能控制、線性變參數(shù)控制和極點配置等，具體進行了以下幾方面的工作。 針對捷聯(lián)慣導(dǎo)導(dǎo)航誤差狀態(tài)方程中變化的參數(shù)可在線量測的特點，在將捷聯(lián)慣導(dǎo)誤差狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為線性分式型描述的基礎(chǔ)上，基于線性矩陣不等式提出了SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)

3、線性變參數(shù)H<,2>/H<,∞>濾波器的一種凸優(yōu)化設(shè)計方法。使得組合導(dǎo)航系統(tǒng)的混合H<,2>/H<,∞>性能問題、穩(wěn)定性問題、快速性問題能夠同時得到滿足。分別針對中等精度捷聯(lián)慣導(dǎo)/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)和MIMU/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)進行了仿真，驗證了方法的有效性。 研究了一類MIMU/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的多目標(biāo)控制問題。通過將組合導(dǎo)航系統(tǒng)誤差狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為多胞型描述，基于線性矩陣不等式將組合導(dǎo)航系統(tǒng)魯棒混合H<,2>/H<,∞>/保

4、性能控制器存在條件轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題進行求解。針對MIMU/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)進行了仿真，并將多目標(biāo)控制的仿真結(jié)果與H<,∞>濾波和Kalman濾波結(jié)果進行了比較，驗證了方法的有效性。 研究了一類INS/CNS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的魯棒雙H<,2>/H<,∞>多目標(biāo)組合方法。通過內(nèi)、外系統(tǒng)的實現(xiàn)滿足了整體系統(tǒng)的高可靠性和高精度要求，基于線性矩陣不等式給出其凸優(yōu)化設(shè)計方法。仿真比較了該方法與H<,∞>濾波和Kalman濾波的導(dǎo)航精度