慣性-多源信息融合與故障檢測技術(shù)及其仿真平臺的實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,面對復(fù)雜環(huán)境和干擾,現(xiàn)代航空飛行器對導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和可靠性提出了很高的要求。目前,將慣性導(dǎo)航系統(tǒng)信息與陸基、空基、星基以及天文等多種其它導(dǎo)航系統(tǒng)的有效信息進(jìn)行融合,進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ),并利用信息融合理論獲得較高精度的導(dǎo)航信息,滿足載體在不同環(huán)境、不同區(qū)域中應(yīng)用的要求,已成為航空領(lǐng)域?qū)Ш较到y(tǒng)重要發(fā)展方向之一。
　　 論文首先對航空領(lǐng)域中常見的多種信息源及其特點(diǎn)進(jìn)行了分析,闡述了故障檢測和多信息融合技術(shù)的發(fā)展,研究了集

2、中式和聯(lián)邦式兩種卡爾曼濾波結(jié)構(gòu),并針對兩種濾波結(jié)構(gòu)應(yīng)用條件,分析了兩種濾波結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),為系統(tǒng)方案的確定打下理論基礎(chǔ)。
　　 隨后論文對慣性/星基/陸基/星光組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合理論和故障檢測算法展開了深入的研究工作。論文設(shè)計(jì)了基于聯(lián)邦結(jié)構(gòu)的慣性/星基/陸基/星光多信息融合方案,并針對常規(guī)殘差x2故障檢驗(yàn)法對軟故障檢測不敏感以及存在虛警率等問題,提出了一種基于模糊邏輯和加權(quán)平均處理的改進(jìn)算法。該算法可根據(jù)故障情況自適應(yīng)調(diào)節(jié)檢測

3、時(shí)間來實(shí)現(xiàn)對軟故障的積累檢測,在此基礎(chǔ)上,論文進(jìn)一步提出了基于故障檢測的慣性/星基/陸基/星光信息融合聯(lián)邦濾波結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案,并根據(jù)故障檢測函數(shù)改進(jìn)了聯(lián)邦濾波信息因子分配方式。通過仿真驗(yàn)證表明,論文提出的算法對慣性/星基/陸基/星光組合導(dǎo)航系統(tǒng)硬故障和軟故障均具有較高的故障檢測靈敏度,從而有效提高導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性。
　　 為了對論文研究算法進(jìn)行較方便、快捷的驗(yàn)證,論文利用多臺PC機(jī),設(shè)計(jì)完成了基于高速局域網(wǎng)絡(luò)通訊機(jī)制的分布式組合

4、導(dǎo)航仿真驗(yàn)證平臺系統(tǒng),重點(diǎn)研究了系統(tǒng)中關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。該仿真驗(yàn)證平臺通過對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、星基導(dǎo)航系統(tǒng)、陸基導(dǎo)航系統(tǒng)、天文導(dǎo)航系統(tǒng)的輸出仿真模擬,對慣性/星基/陸基/星光多信息融合算法及其關(guān)鍵故障檢測、隔離與重構(gòu)算法進(jìn)行有效的仿真驗(yàn)證,并可對仿真過程和仿真結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)的動畫顯示,具有良好的人機(jī)對話功能。最后,論文將研究的信息融合算法和故障檢測算法在該仿真驗(yàn)證平臺上進(jìn)行仿真驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果證實(shí)了算法的有效性和仿真驗(yàn)證平臺的多功能及良好的可