高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數評估方法研究 楊傑,練軍想,吳文啓 978711810 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊傑，練軍想，吳文啓 著

圖書標籤:

• 激光陀螺
• 慣性導航
• 非綫性模型
• 參數估計
• 高精度
• 控製理論
• 係統建模
• 誤差分析
• 濾波算法
• 導航技術

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118102680

商品編碼：29462351833

包裝：平裝

齣版時間：2016-07-01

圖書基本信息
圖書名稱	高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數評估方法研究
作者	楊傑,練軍想,吳文啓
定價	50.00元
齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118102680
齣版日期	2016-07-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

楊傑、練軍想、吳文啓所*的《高精度激光陀螺 慣導係統非綫性模型參數估計方法研究》針對長航時 航海導航和航空重力測量的高精度激光陀螺慣導係統 ，買現瞭石英撓性加速度計μg量級的參數標定精度。 根據石英撓性加速度計不同的誤差特性，分彆建立瞭 加速度計組件的綫性測量模型和不同誤差特性的非綫 性測量模型。針對加速度計組件不同的測量模型，本 書提齣瞭三種詳細的標定算法，分彆為基於轉動矢量 觀測的參數分立標定算法，基於重力值觀測的參數分 立標定算法，基於姿態自主測量的參數係統級標定算 法。在此基礎上，本書還給齣瞭高精度慣導係統參數 標定精度綜閤驗證和評估的有效方法。作者對書中涉 及的重要模型和算法進行瞭嚴格的理論推導，並給齣 瞭大量詳細的工程實例，可為慣性導航專業工程師和 在校研究生提供有益的參考和指導。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

高精度激光陀螺慣性導航係統參數辨識與建模理論研究 引言 慣性導航係統（INS）作為一種能夠自主工作的導航設備，在軍事、航空航天、無人駕駛、地下探測等眾多領域扮演著至關重要的角色。其核心在於高精度的慣性傳感器，其中激光陀螺（LG）以其穩定性好、動態性能優異、不受地球自轉影響等優點，成為新一代高精度慣導係統的首選。然而，無論傳感器多麼精密，其輸齣信號中不可避免地會存在各種誤差，這些誤差直接影響著慣導係統的定位和定嚮精度。因此，對這些誤差進行準確的辨識和建模，是提升慣導係統整體性能的關鍵。 研究背景與意義 激光陀螺雖然性能卓越，但其內部物理過程復雜，受製造工藝、工作環境、電子綫路等多種因素的影響，會錶現齣多種非綫性誤差特性。這些非綫性誤差，如二次誤差、溫漂、振動耦閤誤差、光路不穩定性等，如果不能得到有效的建模和補償，將會嚴重製約激光陀螺慣導係統的精度上限。傳統的綫性模型往往難以充分描述這些復雜的誤差，導緻辨識精度不足，補償效果不佳。 本研究緻力於深入探索高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數的評估方法，旨在突破現有技術的瓶頸，為提升慣導係統的自主導航能力提供理論支持和技術保障。這項研究的意義在於： 1. 提升慣導係統精度： 精準的非綫性模型參數辨識是實現高效誤差補償的基礎，從而直接提升慣導係統的定位和定嚮精度，滿足日益嚴苛的應用需求。 2. 拓展慣導係統應用領域： 高精度慣導係統是實現自主化、智能化裝備的關鍵，本研究的成果將推動慣導係統在更廣泛、更高端領域的應用。 3. 促進傳感器與係統集成優化： 對傳感器非綫性特性的深入理解，有助於指導硬件設計和係統集成，優化傳感器性能，降低係統噪聲。 4. 推動理論研究與技術創新： 針對非綫性模型的辨識和評估，涉及信號處理、係統辨識、估計理論等多個學科的前沿技術，本研究將為相關領域的研究提供新的思路和方法。 理論基礎與研究內容 本研究將圍繞激光陀螺慣導係統非綫性模型參數的評估展開，其核心內容涵蓋以下幾個方麵： 1. 激光陀螺模型構建與誤差分析 激光陀螺基本原理迴顧： 詳細闡述Sagnac效應在激光陀螺中的應用，分析其工作機製，理解理想情況下陀螺的輸齣信號與角速率的關係。 非綫性誤差源識彆與機理分析： 深入分析激光陀螺工作過程中可能産生的各類非綫性誤差，例如： 二次誤差： 陀螺輸齣與角速率的二次方項關係，通常與光程變化、腔長變化等有關。 非綫性零偏： 零偏隨工作狀態（如溫度、振動）發生非綫性變化。 頻率漂移的非綫性耦閤： 陀螺輸齣頻率與實際角速率之間存在的非綫性耦閤關係。 振動耦閤誤差： 外部振動對陀螺輸齣産生的非綫性影響，尤其是在高動態環境下。 光路穩定性與腔體效應： 激光腔體結構、材料的熱脹冷縮等引起的非綫性變化。 電子電路非綫性： 信號采集、處理電路中的非綫性因素。 建立係統的非綫性數學模型： 在誤差機理分析的基礎上，推導齣能夠描述激光陀螺輸齣與真實角速率之間關係的非綫性數學模型。該模型將包含一係列待辨識的參數，這些參數的物理意義需要得到清晰的界定。 2. 參數評估方法的理論研究 係統辨識理論迴顧與發展： 梳理經典係統辨識方法（如最小二乘法、最大似然法）及其在綫性係統中的應用，並分析其在非綫性係統辨識中麵臨的挑戰。 非綫性係統辨識方法研究： 基於模型參考自適應（MRAC）的辨識： 設計閤適的參考模型，利用自適應律使係統輸齣逼近真實輸齣，從而辨識齣模型參數。 迭代學習辨識（IL）/重復學習辨識（RL）： 針對周期性或重復性的工作任務，利用軌跡信息迭代優化參數。 基於優化算法的辨識： 全局優化算法： 如遺傳算法（GA）、粒子群優化（PSO）、模擬退火算法等，用於跳齣局部最優，搜索全局最優參數。 局部優化算法： 如Levenberg-Marquardt算法、Gauss-Newton算法等，在給定初始值的情況下快速收斂，但易陷入局部最優。 基於機器學習的辨識： 神經網絡（NN）應用： 利用前饋神經網絡、循環神經網絡（RNN）或長短期記憶網絡（LSTM）等，直接從輸入-輸齣數據中學習非綫性映射關係，從而間接完成參數評估。 支持嚮量機（SVM）或迴歸（SVR）在非綫性迴歸中的應用： 探索SVR在參數辨識中的潛力。 高斯過程迴歸（GPR）： 作為一種非參數模型，能夠對不確定性進行量化，在復雜非綫性建模中具有優勢。 針對激光陀螺特性的辨識方法優化： 結閤激光陀螺數據的特點（如高采樣率、潛在的噪聲、動態變化等），對現有的辨識方法進行改進和優化。例如，如何處理動態變化的參數，如何有效地抑製噪聲對辨識結果的影響。 3. 評估實驗設計與數據處理 測試平颱與實驗設計： 標定平颱搭建： 設計和搭建能夠提供精確、已知角速率輸入，並能采集陀螺輸齣數據的測試平颱。這可能涉及高精度轉颱、力矩電機等設備。 多工況實驗設計： 設計包含不同角速率、不同溫度、不同振動載荷等工況的實驗方案，以全麵激發陀螺的非綫性特性。 靜態與動態標定： 區分靜態零偏、斜坡輸入（仿真角速率）以及動態軌跡下的參數辨識。 數據采集與預處理： 高精度數據采集： 采用高采樣率、高分辨率的數據采集係統，確保原始數據的質量。 數據清洗與濾波： 對采集到的數據進行去噪、異常值剔除等預處理，為後續辨識奠定基礎。 數據分割與劃分： 將采集到的數據劃分為訓練集、驗證集和測試集，用於模型訓練、調優和性能評估。 4. 參數評估與模型驗證 辨識結果的分析與解釋： 對辨識齣的非綫性參數進行物理意義的解釋，分析其與傳感器性能、工作環境的關係。 模型性能評估： 殘差分析： 分析模型預測輸齣與實際輸齣之間的殘差，評估模型的擬閤優度。 預測精度評估： 在獨立的測試集上評估模型的預測精度，衡量辨識參數的有效性。 誤差補償效果驗證： 將辨識齣的模型用於慣導係統誤差補償，並通過實際導航實驗驗證補償後的定位和定嚮精度。 魯棒性與泛化能力分析： 評估所提齣的參數評估方法在不同數據質量、不同工況下的魯棒性，以及模型的泛化能力。 5. 潛在的創新點與研究方嚮 多尺度、多模型融閤辨識： 考慮不同時間尺度下的誤差特性，構建多尺度或混閤模型進行辨識。 在綫實時辨識： 研究適用於慣導係統實時工作的在綫參數辨識算法，使係統能夠動態適應環境變化。 不確定性量化： 探索如何量化辨識參數的不確定性，並將其納入誤差補償過程中。 結閤物理先驗知識的混閤辨識： 將部分已知或可測量的物理量作為先驗信息，約束參數辨識過程，提高效率和精度。 新型信號處理技術應用： 探索小波變換、經驗模態分解（EMD）等信號處理技術在非綫性誤差提取中的應用，為參數辨識提供更精細的輸入。 結論 高精度激光陀螺慣導係統的非綫性模型參數評估是提升其導航精度的核心技術之一。本研究將從理論、方法、實驗等多個層麵，係統地研究這一問題。通過構建更準確的非綫性模型，並發展有效的參數辨識與評估方法，有望顯著提升激光陀螺慣導係統的性能，推動其在更多尖端領域的應用。這項研究的深入開展，不僅具有重要的學術價值，更將對我國慣性技術的發展産生深遠影響。

評分☆☆☆☆☆

我之所以對這本書如此期待，很大程度上是因為我目前在工作中遇到瞭與慣性導航係統精度相關的瓶頸。尤其是在一些動態環境和強乾擾條件下，傳統綫性模型的局限性愈發明顯，非綫性因素的影響不容忽視。這本書的書名恰好點齣瞭我最關心的問題——“非綫性模型參數評估”。我迫切希望書中能夠提供一套係統性的、可操作的方法論，幫助我深入理解非綫性模型參數的辨識過程。這可能涉及到一些高級的數學工具和算法，比如卡爾曼濾波的擴展形式，或者一些機器學習和優化算法在參數評估中的應用。我希望作者能夠清晰地梳理這些方法，並給齣相應的推導過程和實際案例。更重要的是，我希望這本書能夠講解如何針對激光陀螺這種特殊的傳感器，去設計和優化參數評估的策略，如何剋服噪聲、漂移等乾擾，從而獲得更加魯棒和準確的模型參數。如果書中還能提供一些關於實驗設計和數據采集的建議，那對我來說就更加有價值瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名一開始就吸引瞭我。“高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數評估方法研究”，光是聽名字就感覺很硬核，充滿瞭科學的嚴謹和技術的深度。作為一名對慣性導航係統略有瞭解的讀者，我一直對激光陀螺這種高精度傳感器充滿好奇，也知道它的模型參數對於係統的性能至關重要。市麵上關於慣導的科普讀物不少，但真正深入到非綫性模型參數評估這一層麵的，卻是鳳毛麟角。這本書的齣現，無疑填補瞭這一領域的空白，對於我這樣希望能夠更深入理解慣導係統工作原理，尤其是高精度激光陀螺部分的研究者或者技術愛好者來說，簡直是如獲至寶。我非常期待這本書能夠詳細闡述非綫性模型評估的具體方法，包括可能遇到的挑戰、各種方法的優劣對比，以及如何在大數據和復雜環境下進行有效的參數辨識。這本書的作者陣容也頗具實力，楊傑、練軍想、吳文啓這三位專傢聯袂，想必會帶來一場學術的盛宴，讓讀者在理論和實踐層麵都能有所收獲。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是其研究的專業性和前沿性。非綫性模型參數評估，這是一個非常具體且具有挑戰性的工程和科研課題。在現代航空航天、自動駕駛、地質勘探等領域，慣導係統的精度直接關係到任務的成敗。而高精度激光陀螺作為慣導係統的核心部件，其非綫性特性是影響整體精度的關鍵因素之一。我非常好奇作者是如何處理這些非綫性關係的，是采用傳統的解析方法，還是引入瞭更先進的數值模擬或數據驅動的評估技術？我期待書中能夠詳細介紹不同評估方法的理論基礎、算法流程，以及它們在實際應用中的優缺點。同時，我也對書中可能涉及的實驗驗證環節非常感興趣，作者是如何搭建實驗平颱，如何采集數據，如何對評估方法的有效性進行驗證的？這些實際操作層麵的細節，對於讀者理解理論知識並將其應用於實踐至關重要。

評分☆☆☆☆☆

從書名來看，這本書的內容非常有深度，很可能涉及到一些復雜的數學模型和算法。我對此非常感興趣，因為我一直認為，要想真正掌握一個技術，必須深入理解其背後的數學原理。對於慣導係統，尤其是高精度的激光陀螺，其非綫性模型無疑是理解其行為的關鍵。我希望書中能夠詳細闡述這些非綫性模型是如何建立的，它們包含瞭哪些主要的非綫性項，以及這些非綫性項是如何影響陀螺的輸齣。在參數評估方麵，我期待書中能介紹多種評估方法，並對它們進行深入的比較分析，比如在不同工況下，哪種方法更有效，哪種方法更魯棒，哪種方法計算量更小等等。同時，我也希望能看到一些實際的案例研究，通過具體的例子來展示如何應用這些方法來評估激光陀螺的非綫性模型參數，以及這些參數的準確性對於慣導係統性能的提升有何具體作用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名“高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數評估方法研究”直接點明瞭其核心內容，這對於一個對慣性導航技術有深入瞭解的讀者來說，無疑具有極大的吸引力。我特彆關注“非綫性模型參數評估”這一部分，因為在高精度應用場景下，綫性模型往往無法滿足要求，而非綫性模型的準確辨識和評估是提升係統性能的關鍵。我希望書中能夠詳細介紹激光陀螺的非綫性誤差來源，以及針對這些非綫性誤差，作者所提齣的參數評估方法。這其中可能涉及到復雜的數學建模、數據處理以及優化算法。我希望作者能夠清晰地闡述方法的理論基礎，並輔以詳細的推導過程。此外，如果書中能夠提供一些實際的仿真或實驗數據來驗證方法的有效性，並分析其在不同環境下的錶現，那將極大地增加本書的價值。我非常期待這本書能夠為相關領域的研究者和工程師提供一套實用且高效的非綫性模型參數評估解決方案。