何虔恩
- 作品数：8 被引量：17H指数：2
- 供职机构：清华大学机械工程学院精密仪器与机械学系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国防基础科研计划国防科技技术预先研究基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程更多>>
- 空间稳定系统壳体翻滚失准角误差精确补偿被引量：2
- 2014年
- 壳体翻滚是提高空间稳定系统长时间工作精度的技术手段之一，但其失准角误差将引起速度和姿态扰动。对该误差进行建模、标定与补偿是解决此问题的有效措施。在误差补偿时，由冗余角变化导致的交叉耦合影响对长航时高精度惯导系统是不能忽视的。根据壳体翻滚失准角误差矢量的几何投影关系，建立物理平台坐标系（P系）与陀螺三面体坐标系（G 系）之间的坐标转换关系，分析冗余角变化引入的交叉耦合影响，并进行计算机仿真和实际试验。结果表明：冗余角使P系相对G系沿z向的角运动附加极轴壳体翻滚周期分量，其幅值为失准角与冗余角正切函数的乘积；误差补偿考虑这一项，东速、横摇和航向精度十天可提高30%~50%。
- 何虔恩高钟毓吴秋平
- 关键词：误差补偿
- 基于互补滤波的惯导系统水平阻尼网络设计被引量：5
- 2012年
- Schuler振荡阻尼技术是提高惯导长期工作精度的关键技术之一。针对采用低阶阻尼网络的惯导系统抑制高频和低频参考速度误差难以兼顾的问题,基于互补滤波思想,提出一种高阶水平阻尼网络设计方法。将两个采用低阶网络、分别具有优良高频和低频特性的Schuler回路通过一对互补滤波器进行组合,形成双Schuler回路组合系统。它等效于采用某高阶网络的单Schuler回路,该回路对高频和低频参考速度误差的衰减率可同时达到40 dB/10 deg或更高。计算机仿真和海上试验结果均表明:采用所设计高阶网络的系统对参考速度误差兼有优良的高频和低频滤波特性,综合滤波性能优于采用低阶阻尼网络的系统,具有工程应用价值。
- 何虔恩高钟毓吴秋平付文清
- 关键词：水平阻尼惯性导航系统
- 基于位置和速度观测的空间稳定系统快速对准被引量：1
- 2015年
- 空间稳定系统是高精度长航时导航技术的关键,快速对准是其工程应用的重要功能之一。研究了基于位置和速度观测的系统快速对准方法。基于Wahba定姿原理设计平台姿态角的粗估计算法,研究了系统水平通道误差模型的短时可观测性,并据此设计一个可实时估计平台失准角初值、水平位置和速度误差的7维精对准Kalman滤波器。计算机仿真和动态试验结果表明,所述快速对准方法可估计较大的平台失准角(3°量级),同时适用于系泊和海上应急启动情况;在动态条件下精对准2 h,精度即满足指标要求,具有较强的工程应用价值。
- 何虔恩吴秋平
- 关键词：KALMAN滤波
- 基于未补偿偏置滤波器的惯导动态初始对准被引量：2
- 2015年
- 动态初始对准是惯性导航系统(惯导)工程应用的重要功能之一。针对动态环境下随机干扰和弱可观惯性仪表误差导致对准滤波器性能下降的问题,采用未补偿偏置滤波器实现惯导系统的初始对准。给出了带高度阻尼的惯导水平通道误差模型,根据最小二乘估计原理定量分析了陀螺漂移误差对降维滤波器精度的影响,进而推导出带偏置结构的对准误差模型,设计出基于水平位置误差观测的7维未补偿偏置Kalman滤波器。动态试验结果表明,未补偿偏置滤波器能有效提高惯导动态初始对准性能,仅需40 min对准精度即达标,比直接降维滤波器快一倍以上,具有较强的工程应用价值。
- 何虔恩高钟毓吴秋平
- 关键词：惯性导航系统KALMAN滤波
- 壳体翻滚失准角模型最小二乘辨识方法被引量：6
- 2009年
- 为了提高空间稳定惯性导航系统的姿态角测量精度,建立了壳体翻滚失准角模型,给出了从壳体翻滚失准角幅值和初始相位到当地水平坐标系下的姿态转换矩阵的传递规律。利用静态下平台运动学方程中壳体翻滚失准角与框架角的定量关系,进行了壳体翻滚失准角模型最小二乘辨识方法仿真,结果表明模型系数估计精度是足够的。针对实验系统,经过模型补偿,姿态角计算误差峰峰值小于0.5′。
- 胡佩达高钟毓吴秋平贺晓霞何虔恩
- 关键词：失准角最小二乘法惯性导航
- 空间稳定系统加速度计在线标校
- 2012年
- 三轴加速度计是惯性导航系统的核心元件之一,其误差对导航精度具有重要影响。提出一种适用于空间稳定系统的加速度计在线标校方法。在三轴加速度计十二系数误差模型基础上,推导比力的模误差与加速度计误差系数之间的关系式。设计一个五维静态Kalman滤波器进行加速度计组合误差系数的在线标定,并讨论了加速度计组合误差的补偿方法。计算机仿真和多组试验结果表明:采用所提方法,空间稳定系统加速度计误差的标校精度达到1×10-5g量级,所用加速度计的长期稳定性优于1.5×10-5g,对实现高精度导航具有实用价值。
- 何虔恩高钟毓吴秋平
- 空间稳定平台通用误差模型被引量：2
- 2015年
- 自由转子陀螺是一种二自由度机电陀螺,其漂移特性可应用二次型漂移误差模型描述。从二次型漂移误差模型出发,推导了壳体翻滚条件下的调制平均漂移误差模型,并推广到空间稳定平台上工作的极轴陀螺和赤道陀螺;列写了二次型陀螺漂移误差模型驱动下的空间稳定平台标称运动方程;经过扰动线性化,求解出平台标称运动轨迹增量坐标的解析表达式;基于扰动线性化模型并考虑到加速度计测量误差,证明了观测变量为纬度误差、经度误差及冗余轴转角误差时,空间稳定平台运动方程的17项误差系数都是可辨识的;分析了该17项误差系数的估计精度与加速度计组合件测量误差的关系。仿真和实验结果表明本文提出的通用误差模型是有效的。
- 高钟毓贺晓霞何虔恩
- 关键词：模型辨识
- 基于扰动比力的壳体翻滚失准角辨识被引量：1
- 2010年
- 为在动基座条件下辨识安装在空间稳定平台上的陀螺仪壳体翻滚失准角,建立了基于扰动比力矢量的壳体翻滚失准角模型,设计了辨识模型系数的静态Kalman滤波器。试验结果表明:该方法在静止水平基座和摇摆基座条件下,壳体翻滚失准角模型辨识精度相同,经模型补偿后的姿态角与壳体翻滚失准角模型最小二乘辨识方法得到的结果相比,差值不超过1.54″,远优于姿态角测量精度的要求。
- 胡佩达高钟毓吴秋平何虔恩
- 关键词：惯性导航摇摆
