基于状态反馈法的惯导平台稳定回路系统设计.doc

摘要:平台式惯性导航系统是依靠由陀螺稳定的机械平台的一种自主式导航系统，该机械平台为导航系统和姿态稳定系统提供测量基准。其作业范围非常广泛，不但包含空中、地面，还包含水下。安装在该基准上的加速度计敏感载体，通过对测得加速度进行积分运算可以求出载体的速度和位移。当其的初始位置为已知时，即可求出其地理位置。

状态反馈法是现代控制理论的特色，状态反馈法发展至今已有几十年，几十年来演变的越来越成熟，在现代控制系统中的应用也越来越广泛。因为状态变量能够周全地体现系统的内部性，因此较输出反馈控制而言，状态反馈法对于系统的控制性能表现得更为优秀。但在现实应用中，状态变量是很难直接得到的，因此实现起来比较困难。

本论文首先介绍惯导平台的应用的在国内及国外的发展现状，针对惯导平台设计所将面临的关键性问题，分析惯导平台稳定回路的经典控制方法，并参照响应文献及应用，进行惯导平台稳定回路的综合设计。同时使用Matlab对设计结果进行仿真，使其满足性能要求。

关键词：平台式惯性导航；稳定回路；状态反馈；Matlab

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 概述-1

1.2. 研究目的-1

1.3 课题来源与背景-2

2 平台式惯性导航系统概述-3

2.1 平台稳定及系统定位原理-3

2.1.1平台稳定及跟踪地理坐标系原理-3

2.1.2 系统定位原理-5

2.2 稳定回路在惯导系统中的作用-5

2.3 稳定回路性能对惯导系统定位精度的影响-6

2.3.1稳定平台与地理坐标系间误差角间的影响-6

2.3.2平台振动对陀螺仪漂移的影响-7

2.5 稳定回路研究的发展现状-8

3 稳定回路基本原理-10

3.1 稳定回路的基本组成-10

3.2 陀螺仪-11

3.3力矩电机及平台负载-12

3.4 前置放大-14

3.5 全波相敏解调和低通滤波-14

4 基于状态反馈法的惯导平台稳定回路设计-15

4.1 惯导系统的控制算法研究及设计-15

4.2 惯性导航平台稳定回路模型的反馈校正-16

5 平台惯性导航的性能仿真验证-18

5.1 基于Matlab的惯导平台仿真-18

5.2 优化校正后的惯性导航系统性能验证-21

结    论-22

参 考 文 献-23

致    谢-24