| 题名 | 自主引导载运工具导航技术与先进控制策略的研究 |
| 作者 | 张荣辉 |
| 答辩日期 | 2009-05-20 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 陈涛 |
| 关键词 | 惯性导航 四元数法 计算机视觉 路径规划 鲁棒控制 线性二次型最优控制 无人驾驶载运工具 |
| 其他题名 | Study on Navigation Technology and Advanced Control Maneuver for Autonomous Guidance Carrier |
| 学位专业 | 机械电子工程 |
| 英文摘要 | 导航控制技术是载运工具完成智能运输任务的关键技术，而导航算法的正确性、误差精度及控制策略的优劣直接决定载运工具智能运输的有效性。因此，针对自主引导载运工具进行导航技术与先进控制策略的研究是非常必要的。 捷联惯导是一种自主式的导航方法，结构简单且抗干扰能力强，目前已成为载运工具自主导航的重要方式。本文采用四元数法求解姿态矩阵，指出提高采样频率和采用高阶计算算法能进一步减小姿态解算误差。数字化仿真与转台试验结果表明，载体姿态解算的理论数值相对误差为10-8%以上，转台测试试验相对误差为10-3%，硬件平台的计算时间为36μs，实时性良好。通过对比惯性导航计算结果与课题组“载运工具运动仿真平台”的三维运动轨迹，进一步验证了捷联惯导解算算法的有效性。 圆锥补偿算法、初始对准方法、位置精度是捷联惯导系统研究的重要工作，文中提出基于分段线性插值的圆锥补偿算法和静基座Kalman滤波的组合对准方法，运用一维Kalman滤波组合导航方案降低惯导位置解算误差。在特定区域和一定的约束条件下，基于机器视觉识别理论，使自主引导载运工具最终捕获运动目标。运动规划和控制策略是实现载运工具自主导航控制的必要条件，本文基于微分对策理论进行全局运动规划，在局部运动规划中选用理论完善的多项式法。论文最后以地面自主引导载运工具的横向通道控制为例，设计得到了基于μ Synthesis的横摆角速度鲁棒稳定控制律和H2最优转向控制律。为使结论简明表述，本文采用数字化仿真的方法清晰地表述了所述结论，而机器识别算法通过试验手段验证了其应用的可行性。 本文的研究工作立足于中国科学院三期“知识创新”平台，在自主引导载运工具的导航控制技术领域进行了一些积极有益的探索，目的是为自主引导载运工具相关技术的研究和工程实践提供理论支撑和技术参考。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 135 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.165.120//handle/181722/1049]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张荣辉. 自主引导载运工具导航技术与先进控制策略的研究[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2009. |
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