自適應(yīng)濾波算法在水下機(jī)器人組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、導(dǎo)航是飛行器正常工作的一個(gè)非常重要的問題。水下機(jī)器人作為水下工作的飛行器同樣需要導(dǎo)航。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是目前世界上在太空及水下飛行器中被廣泛應(yīng)用的導(dǎo)航系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是自主性強(qiáng)，短時(shí)間內(nèi)精度高。其缺點(diǎn)是位置和速度源于對(duì)加速度的積分運(yùn)算，而且陀螺漂移作為和時(shí)間相關(guān)的誤差源無法有效克制，因此長時(shí)間工作誤差積累嚴(yán)重。如果將慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作為導(dǎo)航主系統(tǒng)，并且和一種其誤差不隨時(shí)間而積累的導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合，從而提高導(dǎo)航精度，這就是一種組合導(dǎo)航系統(tǒng)。組合導(dǎo)航系統(tǒng)

2、目前已經(jīng)成為導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一。組合導(dǎo)航系統(tǒng)中關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理，廣泛采用的方法是濾波器。 濾波器的發(fā)展是從20世紀(jì)30年代發(fā)展起來的，比較有代表性的是維納濾波和卡爾曼濾波。應(yīng)當(dāng)說卡爾曼濾波器在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用是卓有成效的，但是，當(dāng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差模型中的過程誤差和觀測誤差的統(tǒng)計(jì)特性很難比較準(zhǔn)確的描述時(shí)，最好采用自適應(yīng)濾波方法，通過對(duì)過程誤差和觀測誤差的統(tǒng)計(jì)特性的最優(yōu)估計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)模型最佳補(bǔ)償，達(dá)到既可以實(shí)現(xiàn)組合導(dǎo)航的準(zhǔn)

3、確定位，又可以抑制濾波發(fā)散的作用。 本文主要研究了自適應(yīng)濾波算法在水下機(jī)器人組合導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用的問題。首先對(duì)水下機(jī)器人組合導(dǎo)航系統(tǒng)和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行了較為全面和正確的綜述。然后，對(duì)自適應(yīng)濾波方法做了比較全面的研究，闡明了自適應(yīng)濾波方法的原理和具體算法及其應(yīng)用，針對(duì)在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中廣為使用的卡爾曼濾波方法進(jìn)行了深入的分析，剖析了卡爾曼濾波算法的特點(diǎn)，找出了該方法的局限性，并對(duì)卡爾曼濾波發(fā)散的原因進(jìn)行了分析，比較全面