一种三轴混合式惯导系统的复合控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种三轴混合式惯导系统的复合控制方法及控制装置，基于IMU姿态信息与三轴转位机构测角信息，计算载体坐标系到导航坐标系的姿态转移矩阵，并解算载体姿态欧拉角，记为隔离指令角；基于隔离指令角、获取的在静态情况下的各个目标调制指令角和载体坐标系到三轴转位机构坐标系的转移矩阵，求解与每一个目标调制指令角一一对应的每一个复合指令控制角；对三轴转位机构进行控制。本发明专利技术提供的复合控制方案，用于克服现有技术中对载体机动的限制或稳定性较差等缺陷，保证系统在调制消除器件误差影响情况下，通过对载体角运动的隔离，提高惯性导航系统的导航精度和稳定性。提高惯性导航系统的导航精度和稳定性。提高惯性导航系统的导航精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种三轴混合式惯导系统的复合控制方法及控制装置


[0001]本专利技术涉及惯性导航领域，更具体地，涉及一种三轴混合式惯导系统的复合控制方法及控制装置。

技术介绍

[0002]惯性导航系统精度主要受初始对准误差、惯性器件误差、载体运动等影响，进而产生发散项误差、振荡项误差等导航误差。在高精度长航时三轴混合式惯导系统中，经过长时间对准，初始对准误差被控制在较小值。因此，导航精度主要受惯性器件误差和载体运动影响。
[0003]目前解决提高混合式惯导系统的主要方法是选用高精度惯性器件且在载体系下进行双轴调制，但仅适用与载体角运动小或陀螺标度因数误差稳定情况。

技术实现思路

[0004]为抑制载体运动与器件误差耦合影响，提高惯导系统精度，本专利技术提供一种三轴混合式惯导系统的复合控制方法及控制装置。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种三轴混合式惯导系统的复合控制方法，所述三轴混合式惯导系统包括惯性测量单元IMU和三轴转位机构，所述控制方法包括：
[0006]步骤一，对三轴混合式惯导系统进行初始对准，基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三轴混合式惯导系统的复合控制方法，其特征在于，所述三轴混合式惯导系统包括惯性测量单元IMU和三轴转位机构，所述控制方法包括：步骤一，对三轴混合式惯导系统进行初始对准，基于初始对准后的IMU姿态信息，控制三轴转位机构转动，使得IMU坐标系与当地地理坐标系重合；步骤二，基于IMU姿态信息与三轴转位机构测角信息，计算载体坐标系到导航坐标系的姿态转移矩阵，并解算载体姿态欧拉角，记为隔离指令角；步骤三，根据所述隔离指令角计算载体坐标系到外环轴坐标系的第一姿态转移矩阵外环坐标系相对中环坐标系的第二姿态转移矩阵以及中环坐标系相对于内环坐标系的第三姿态转移矩阵步骤四，获取在静态条件下的各个目标调制指令角；步骤五，基于所述隔离指令角、各个目标调制指令角和所述第一姿态转移矩阵、第二姿态转移矩阵和第三姿态转移矩阵，求解与每一个目标调制指令角一一对应的每一个复合指令控制角；步骤六，基于每一个复合指令控制角，对三轴转位机构进行控制。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤二中的所述载体姿态欧拉角包括载体的方位角俯仰角θ
s
和横滚角γ
s
。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述步骤三通过如下公式计算第一姿态转移矩阵第二姿态转移矩阵以及第三姿态转移矩阵以及第三姿态转移矩阵以及第三姿态转移矩阵以及第三姿态转移矩阵4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，定义三轴转位机构的三个环架由内到外分别为内环、中环和外环，对应转轴为内环轴、中环轴和外环轴，其中，内环轴所在坐标系为内环坐标系，中环轴坐标系为中环坐标系，外环轴所在坐标系为外环坐标系。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述目标调制指令角包括48种位置调制方案，分别绕地理系天向轴与地理系北向轴转动，其中，所述48中位置调整方案具有设定
的转动次序。6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤五，基于所述隔离指令角、各个目标调制指令角和所述第一姿态转移矩阵、第二姿态转移矩阵和第三姿态转移矩阵，求解与每一个目标调制指令角一一对应的每一个复合指令控制角，包括：根据每一个目标调制指令角和所述第一姿态转移矩阵、第二姿态转移矩阵和第三姿态转移矩阵，通过如下公式求解与每一个目标调制指令角一一对应的实际调制指令角：式中，θ
Target
、γ
Target
、为静态条件下，三轴转位机构执行调制策略时的目标调制指令角，根据转动次序获取；θ
tiaozhi
、γ
tiaozhi
为隔离载体运动条件下，三轴转位机构执行调制策略时的实际调制指令角；当载体俯仰角θ
s

【专利技术属性】
技术研发人员：孙红宾，王世博，艾文宇，余育涛，
申请(专利权)人：武汉华中天易星惯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：