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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：本发明公开了一种基于卡尔曼滤波的四加表冗余配置与故障监测方案。包括如下步骤：1将四个加速度计围绕系统体坐标系的垂向轴以同一夹角α均匀斜装；2使四个加速度计的敏感轴在体坐标系xoy平面内的投影分别与x轴、y轴及其反向延长线呈β角；3基于以上安装夹角获取四个加速度计的安装矩阵；4基于安装矩阵和捷联矩阵获取载体坐标系三个轴上的比力输出值；5以平台失准角、速度误差、位置误差、陀螺漂移和四个加速度计的零偏为状态量构造卡尔曼滤波状态方程，以速度和位置误差作观测量构造卡尔曼滤波量测方程6在载体机动过程中实时进行卡尔曼滤波估计7对滤波估计的加速度计零偏输出值进行阈值判断从而确定故障加速度计。本发明提出的四加表冗余配置与故障监测方案结构简单同时可为后续系统故障辨识、隔离和重构提供依据。

主权项：1.一种基于卡尔曼滤波的四加表冗余配置与故障监测方案，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将构成冗余捷联惯导系统的四个加速度计Aii＝1,2,3,4围绕系统体坐标系的垂向轴z轴以同一夹角α均匀倾斜安装；步骤2、使四个加速度计Aii＝1,2,3,4的敏感轴在体坐标系xoy平面内的投影分别与x轴、y轴及其反向延长线呈β角；步骤3、利用步骤1、步骤2得到的角度计算冗余加速度计的安装矩阵步骤4、获取冗余配置下四个加速度计的测量输出值步骤5、将四个加速度计的测量输出值经安装矩阵转到载体坐标系三个轴上的输出步骤6、利用冗余捷联惯导系统的三个陀螺仪的测量输出得到载体的纵摇角θ、横摇角γ和航向角η；步骤7、利用步骤6得到的角度计算得到载体坐标系到导航坐标系的坐标变换矩阵步骤8、利用步骤5、步骤7将四个加速度计的比力测量输出值经安装矩阵和坐标变换矩阵转换到导航系下的比力输出值；步骤9、利用冗余捷联惯导系统的陀螺输出值和步骤8获取的导航系下的比力信息进行捷联解算获取载体速度、位置和姿态信息；步骤10、以平台失准角φ、速度误差δv、位置误差δp、陀螺漂移ε和四个加速度计的零偏为状态量构造卡尔曼滤波状态方程；步骤11、以载体的速度和位置作为观测量构造卡尔曼滤波的量测方程；步骤12、载体运动过程中进行实时导航解算与卡尔曼滤波估计，输出四个加速度计的零偏估计值。

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百度查询： 哈尔滨工业大学 一种基于卡尔曼滤波的四加表冗余配置与故障监测方案