一种基于FBG应变花的递推式传递对准方法技术

本发明专利技术公开了一种基于FBG应变花的递推式传递对准方法，来解决机翼柔性形变难以精确建模的问题。将分布式传递对准方法分为三部分，一为针对机翼形变测量；二为针对子节点间关系；三为针对机翼形变的连续性。相比于现有的分布式传递对准方法，本发明专利技术使用FBG应变花进行三维形变的测量辅助建立主子传递对准模型，并分析子节点间的运动参数关系，子节点n(n>1)利用主节点信息、FBG应变花测得变形信息、第n

【技术实现步骤摘要】
一种基于FBG应变花的递推式传递对准方法


[0001]本专利技术属于惯性导航
，涉及高精度主惯导系统对多个低精度子惯导系统进行校准的过程，具体涉及一种基于FBG(光纤光栅传感器)应变花的递推式传递对准方法。

技术介绍

[0002]现阶段阵列载荷技术逐步应用于航空对地观测系统，观测平台的机动会导致载荷产生严重误差，所以需位姿测量系统为其提供高精度运动信息。
[0003]分布式位姿测量系统包括机舱中高精度主IMU和固联在任务载荷上的多个子IMU，利用主IMU的高精度运动信息对多个子IMU进行传递对准，从而得到各点的高精度运动信息。在选择传递对准匹配方式和设计滤波算法前，必须进行传递对准误差建模。机翼复杂的挠曲变形会导致主子节点间的信息传递不精确，所以基于机翼变形模型的传递对准研究十分必要。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术公开了一种基于FBG应变花的递推式传递对准方法，建立基于FBG应变花机翼变形模型的主子传递对准模型，结合子节点间运动关系，建立递推式传递对准方法，后通过机翼形变连续性和FBG应变花本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FBG应变花的递推式传递对准方法，其特征在于：包括机翼分布式演示验证平台、主IMU、子IMU、FBG应变花组成的演示验证系统，具体步骤如下：(1)推导FBG应变花测三维机翼变形的挠曲变形角和挠度的公式，并建立基于FBG应变花的机翼挠曲变形模型；(2)利用步骤(1)中基于FBG应变花的机翼挠曲变形模型建立“姿态+速度”主子传递对准模型；(3)对子节点间的关系进行推导，结合步骤(2)推导的传递对准模型进行递推式一主多子传递对准方法的建立，通过该传递对准方法得到子节点的位置和姿态信息；(4)利用机翼形变的连续性以及FBG应变花测得的挠度曲线对步骤(3)中所得到的子节点位置信息进行拟合和修正。2.根据权利要求1所述的一种基于FBG应变花的递推式传递对准方法，其特征在于，所述步骤(1)中，推导FBG应变花测三维机翼变形的挠曲变形角和挠度的公式，并建立基于FBG应变花的机翼挠曲变形模型，具体如下：大展弦比机翼视为欧拉
‑
伯努利模型，机翼上x轴，y轴，z轴上分别对应的任一点x'、y'、z'处由波长变化量
△
W
F(x')
、
△
W
F(y')
、
△
W
F(z')
表达时变形变角θ
F
、γ的关系式如下：、γ的关系式如下：其中，P
c
为光弹系数，W
F(x')
、W
F(y')
、W
F(z')
分别为x'、y'、z'点处的中心波长，a为悬臂梁的厚度，l为悬臂梁的长度；机翼变形会引起子节点角速度变化及杆臂变化，结合上述模型进行基于FBG应变花的机翼挠曲变形模型推导，真实状态下，子节点弯曲形变引起的角速度和理想状态下的角速度不共线，存在一定误差角具体表达式如下：其中，N为系数矩阵；结合FBG应变花表达式、误差角计算模型以及杆臂表达式，动态杆臂表示为：
其中，r0为主、子节点初始安装静态杆臂，δr为动态形变引起的动态杆臂，R0为矩阵。3.根据权利要求1所述的一种基于FBG应变花的递推式传递对准方法，其特征在于，所述步骤(2)中，结合基于FBG应变花的机翼挠曲变形模型建立“姿态+速度”传递对准模型，具体如下：状态方程为：其中，A为状态转移矩阵，B为系统噪声分配矩阵，w为系统噪声，X为状态变量，表示为：其中，为子惯导平台失准角，δv为主、子节点之间速度差，ε
b
为子节点陀螺仪测量零漂，
△
b
为子节点加速度计测量零漂，ρ0为主、子节点初始安装误差角；状态转移矩阵为：其中，为导航系相对于惯性系旋转的反对称矩阵，为子系统理想坐标系与导航坐标系之间的转换矩阵，量测方程为：Y＝HX+V其中，包括姿态差Y
a
、速度差Y
v
，V为系统噪声，H为量测矩阵。4.根据权利要求1所述的一种基于FBG应变花的递推式传递对准方法，其特征在于，所述步骤(3)中，结合子节点间的关系及步骤(2)中推导的传递对准模型进行递推式一主多子传递对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈熙源，朱敏，马振，方琳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：