長航時慣導系統(tǒng)的模糊控制內(nèi)阻尼算法

李魁，張京娟，劉芳

(北京航空航天大學儀器科學與光電工程學院，北京100191)

慣導系統(tǒng)作為一種自主式的導航設備，被廣泛應用于航空、航天、航海和陸地導航中[1-2].由于陀螺漂移和加計零偏等影響，無阻尼慣導系統(tǒng)導航誤差包含舒拉周期的振蕩，且舒拉振蕩的幅度與導航時間平方根成正比.艦船、潛艇等應用環(huán)境要求慣導系統(tǒng)連續(xù)工作時間長達幾天甚至幾個月，過度發(fā)散的誤差會使系統(tǒng)失去導航功能[3].利用參考信息對慣導系統(tǒng)進行阻尼可以有效抑制誤差的振蕩幅度，提高導航精度[4-5].慣導系統(tǒng)的阻尼分外阻尼和內(nèi)阻尼2種方式.利用GPS和計程儀等提供的速度量測對慣導系統(tǒng)進行外阻尼可以有效提高長航時慣導系統(tǒng)導航精度[6]，但由于GPS戰(zhàn)時易受干擾且在水下不可用，計程儀測速精度會受到較大的洋流運動的影響，因此該方法使用受限.本文提出一種基于模糊控制的長航時慣導系統(tǒng)內(nèi)阻尼算法，采用模糊控制器判斷慣導系統(tǒng)當前時刻的運動狀態(tài);制定數(shù)據(jù)融合策略控制系統(tǒng)在無阻尼與內(nèi)阻尼狀態(tài)之間切換.算法利用滿足內(nèi)阻尼條件時刻的慣導速度作為參考進行阻尼，保證了慣導系統(tǒng)工作的自主性.

1 內(nèi)阻尼網(wǎng)絡的設計

1.1 內(nèi)阻尼網(wǎng)絡

慣導系統(tǒng)內(nèi)阻尼算法的基本思想是當載體機動較小時，將慣導系統(tǒng)速度作為參考引入水平通道控制回路，達到抑制誤差的目的[7-9].設計的二階阻尼網(wǎng)絡對應的慣導系統(tǒng)水平通道誤差……