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粒子群优化随机森林机床热误差建模与补偿
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作者 苏哲 郭世杰 +3 位作者 丁强强 唐术锋 邹云鹤 吕贺 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期8-16,共9页
为了提高机床热误差预测精度,提出一种自适应粒子群(APSO)优化随机森林(RF)模型的机床直线轴热误差预测方法。采用浣熊优化算法(COA)对K-Means算法进行优化,并结合相关性分析筛选出温度敏感点;提出动态惯性权重与学习因子的线性调整策... 为了提高机床热误差预测精度,提出一种自适应粒子群(APSO)优化随机森林(RF)模型的机床直线轴热误差预测方法。采用浣熊优化算法(COA)对K-Means算法进行优化,并结合相关性分析筛选出温度敏感点;提出动态惯性权重与学习因子的线性调整策略来避免粒子群算法陷入局部最优解,构建了基于APSO-RF的直线轴热误差预测模型。为了验证模型的准确性与实用性,在VDL-600A型加工中心上以X轴为例进行热误差测量与建模验证,基于FANUC系统坐标原点偏移(EMZPS)功能结合自主搭建的热误差辅助补偿系统,实现了计算机与系统间的通信连接。结果表明:APSO-RF热误差模型的均方根误差相比PSO-SVM、RF及BP模型分别降低了18.3%、45.2%及47.2%,有效提高了建模精度。根据构建的模型与补偿系统功能模块,补偿后热误差最大值由71.15μm降至13.4μm,精度提升81.2%,所构建的热误差补偿方法可有效提高机床的加工精度及稳定性。 展开更多
关键词 数控机床 误差补偿 自适应粒子群优化随机森林(APSO-RF)模型 浣熊优化算法(COA)
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高动态姿态测量圆锥误差补偿算法改进及实时性分析
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作者 庞珂 兀伟 +1 位作者 刘星 刘强 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第2期57-63,共7页
弹丸圆锥运动会对制导系统产生严重的控制干扰,为了补偿该误差,分析了一种新的圆锥误差补偿算法,以提高弹载姿态控制系统在高动态运动环境下的解算精度和实时性。结合四元数四阶龙格-库塔法和三子样等效旋转矢量法,利用修正型罗德里格... 弹丸圆锥运动会对制导系统产生严重的控制干扰,为了补偿该误差,分析了一种新的圆锥误差补偿算法,以提高弹载姿态控制系统在高动态运动环境下的解算精度和实时性。结合四元数四阶龙格-库塔法和三子样等效旋转矢量法,利用修正型罗德里格斯参数改进基于角增量输出的三子样四元数姿态算法,推导相应的微分方程表达式,建立三子样四元数改进算法姿态求解数学模型。仿真结果表明,与传统圆锥误差补偿算法相比,改进算法能更有效的补偿圆锥误差,平均解算精度提高了约17.32%,减少了高动态环境下的计算量,实时性提升了约22.54%。 展开更多
关键词 捷联姿态算法 圆锥误差补偿 龙格-库塔法 圆锥运动
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基于对偶四元数的圆锥及划船误差补偿改进算法 被引量:5
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作者 邢丽 熊智 +1 位作者 刘建业 杭义军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1336-1347,共12页
为提高高动态环境下的对偶四元数捷联惯性导航算法解算精度,将梯形数字积分算法应用于圆锥和划船误差补偿算法中,改进了姿态和速度解算算法,提高了对偶四元数捷联惯性导航算法的解算精度。在单个采样周期内,利用前一时刻采集的陀螺角速... 为提高高动态环境下的对偶四元数捷联惯性导航算法解算精度,将梯形数字积分算法应用于圆锥和划船误差补偿算法中,改进了姿态和速度解算算法,提高了对偶四元数捷联惯性导航算法的解算精度。在单个采样周期内,利用前一时刻采集的陀螺角速率信号和当前时刻采集的陀螺角速率信号,通过梯形积分方式计算角增量进行圆锥误差补偿;利用前一时刻采集的加速度计信号和当前时刻的加速度计信号,通过梯形积分方式计算速度增量并结合同一时刻的角增量进行划船误差补偿。通过设计的多组动态模拟仿真航迹验证表明,当角速率和比力作为圆锥和划船误差补偿算法输入时,梯形积分算法的精度高于传统的矩形积分算法,且航迹的动态性越高,改进算法的性能优势越显著。同时,通过动态跑车实验结果的分析对比,进一步验证了该改进算法的实用性。 展开更多
关键词 控制科学与技术 对偶四元数 捷联惯性导航算法 圆锥误差补偿算法 划船误差补偿算法 梯形积分方法
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一种新的捷联惯导系统圆锥误差补偿算法研究 被引量:8
4
作者 程承 潘泉 李汉舟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期1-4,共4页
鉴于传统圆锥误差补偿算法中忽略圆锥运动的幅值特性,并且存在泰勒级数高阶项截断误差的问题,基于传统圆锥误差补偿算法公式,通过载体不同的机动性能指标确定圆锥运动幅值特性,并利用最小二乘方法估计一组圆锥补偿算法的加权系数,从而... 鉴于传统圆锥误差补偿算法中忽略圆锥运动的幅值特性,并且存在泰勒级数高阶项截断误差的问题,基于传统圆锥误差补偿算法公式,通过载体不同的机动性能指标确定圆锥运动幅值特性,并利用最小二乘方法估计一组圆锥补偿算法的加权系数,从而得到一种新的捷联惯导系统圆锥误差补偿算法,仿真结果表明,文中算法对圆锥误差补偿效果优于传统算法。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 等效旋转矢量 圆锥误差补偿算法 姿态算法
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利用优化算法对合成孔径激光雷达相位误差补偿的研究 被引量:3
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作者 张鸿翼 李飞 +1 位作者 徐卫明 舒嵘 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2100-2105,共6页
在遥感领域,平台振动是合成孔径激光雷达(SAL)研究中的一个重要问题.目前尚没有针对SAL的平台振动补偿方法.根据对振动机理分析,平台振动的影响体现在相位误差上.根据对振动机理的分析,可以利用多项式描述平台振动带来的相位误差.基于... 在遥感领域,平台振动是合成孔径激光雷达(SAL)研究中的一个重要问题.目前尚没有针对SAL的平台振动补偿方法.根据对振动机理分析,平台振动的影响体现在相位误差上.根据对振动机理的分析,可以利用多项式描述平台振动带来的相位误差.基于这一转化模型利用优化算法对多项式系数进行优化求解可以达到补偿效果。优化过程需要选取合适的目标函数,用优化后的求解结果补偿回波数据相位,补偿结果再用匹配滤波器进行压缩.通过仿真和实验证明,用优化算法实现相位误差补偿可以达到很好的压缩效果.研究工作为平台振动补偿技术提供了一项选择. 展开更多
关键词 遥感 相位误差 振动补偿 优化算法 多项式
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基于对偶性原理捷联惯导划船误差补偿优化算法 被引量:6
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作者 张玲霞 陈明 曹晓青 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第5期33-38,共6页
先介绍了算法的对偶性原理,并根据此原理和圆锥误差补偿的一般形式,得到了陀螺和加速度计任意子样数下划船误差补偿的一般形式;然后在经典的划船运动条件下,对划船误差补偿算法的系数进行优化,得到了优化后的通用公式及其算法漂移;最后... 先介绍了算法的对偶性原理,并根据此原理和圆锥误差补偿的一般形式,得到了陀螺和加速度计任意子样数下划船误差补偿的一般形式;然后在经典的划船运动条件下,对划船误差补偿算法的系数进行优化,得到了优化后的通用公式及其算法漂移;最后,通过对圆锥误差算法和划船误差算法的复杂度、算法漂移的比较,得出一些有益结论。基于该方法可以充分利用圆锥误差算法的已有结果,由计算机编程计算得到划船误差补偿的任意子样数算法,无需繁琐的重复性推导。 展开更多
关键词 对偶性原理 捷联惯导系统 惯性导航系统 划船误差 误差补偿 优化算法 姿态更新 速度更新
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基于模糊优化算法的惯性元件误差补偿方法 被引量:1
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作者 张飞舟 范跃祖 孙先仿 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期272-275,共4页
阐述基于模糊优化算法的导航系统惯性元件误差补偿方法 .该方法的基本思想是将遗传算法与模糊逻辑推理相结合 ,保留遗传算法的强全局搜索能力 ,把隶属函数作为遗传的个体通过选择、交叉及变异等遗传操作使模糊规则得到进化 ,实现模糊规... 阐述基于模糊优化算法的导航系统惯性元件误差补偿方法 .该方法的基本思想是将遗传算法与模糊逻辑推理相结合 ,保留遗传算法的强全局搜索能力 ,把隶属函数作为遗传的个体通过选择、交叉及变异等遗传操作使模糊规则得到进化 ,实现模糊规则的在线优化 ,进而根据优化了的模糊规则 ,再对遗传操作及参数在线进行调整 ,从而进一步优化模糊规则 ,使得模糊控制系统具有良好的“自进化”能力 .仿真结果表明 ,该模糊优化算法对导航系统惯性元件的误差补偿是可行的 ,而且是有效的 。 展开更多
关键词 模糊逻辑 惯性元件 惯性导航 遗传算法 误差补偿 导航系统 模糊优化算法
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基于RBF神经网络的4-PPPS并联机构位姿误差补偿
8
作者 金奕扬 李磊 +3 位作者 许家伟 汪建华 王国伟 许润康 《现代制造工程》 北大核心 2025年第4期140-150,共11页
为了解决船舶调姿机构结构误差引起的船舶总段对接精度下降问题,以4-PPPS并联机构为研究对象,首先采用闭环矢量法建立包含32个误差项的动平台位姿误差模型,然后具体分析其中便于测量的16种结构误差参数对动平台位姿精度的影响规律。误... 为了解决船舶调姿机构结构误差引起的船舶总段对接精度下降问题,以4-PPPS并联机构为研究对象,首先采用闭环矢量法建立包含32个误差项的动平台位姿误差模型,然后具体分析其中便于测量的16种结构误差参数对动平台位姿精度的影响规律。误差分析结果表明,沿轨道方向移动副长度误差对4-PPPS并联机构运动精度影响最大,在4条支链均存在误差的情况下,Z轴方向动平台位姿误差达到1.5 mm。同时,为克服传统误差参数辨识难度较大的问题,提出一种基于鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)优化径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络的补偿方法。该方法将位姿误差转化为驱动关节长度误差,通过神经网络建立动平台理论位姿与驱动关节长度误差的预测模型,并采用鲸鱼优化算法优化网络参数,最终获得驱动关节长度补偿量,用来修正动平台的实际位姿并完成误差补偿。经过仿真验证,该方法能够有效提升4-PPPS并联机构的运动精度,动平台在X、Y、Z轴方向的误差均值分别由0.169、0.188、0.159 mm降至0.002、0.001、0.003 mm,误差最大值分别由0.208、0.231、0.195 mm降至0.012、0.001、0.019 mm,平均位姿精度提高了85.07%,补偿效果显著。 展开更多
关键词 并联机构 误差分析 误差补偿 RBF神经网络 鲸鱼优化算法
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旋转矢量算法中圆锥补偿误差的变化规律
9
作者 王立冬 鲁军 +1 位作者 殷建玲 余伟涛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期328-331,共4页
基于典型圆锥运动输入,研究、分析了旋转矢量算法中圆锥补偿误差的变化规律。从理论上推导、分析了基于角速率的旋转矢量算法及其圆锥补偿误差与旋转矢量算法本身、基座动态特性之间的关系;在假定没有传感器测量误差的前提下,结合仿真,... 基于典型圆锥运动输入,研究、分析了旋转矢量算法中圆锥补偿误差的变化规律。从理论上推导、分析了基于角速率的旋转矢量算法及其圆锥补偿误差与旋转矢量算法本身、基座动态特性之间的关系;在假定没有传感器测量误差的前提下,结合仿真,得出旋转矢量算法的圆锥补偿误差与捷联惯组的采样频率f以及圆锥运动频率ω的关系,给出了圆锥补偿误差随f/ω的变化规律,确立了旋转矢量算法具有圆锥误差补偿效应的(f/ω)的极限值:(f/ω)≥3。研究结果对捷联惯组的设计及其在高动态环境下的应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 飞行器控制 导航技术 旋转矢量算法 圆锥补偿误差 典型圆锥运动
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基于陀螺仪误差后验补偿的捷联惯导圆锥效应补偿算法 被引量:4
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作者 李宗涛 吴铁军 马龙华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期388-392,共5页
捷联惯导圆锥效应补偿计算通常基于输出补偿后的陀螺仪角增量,陀螺仪误差补偿速率必须与陀螺仪输出的采样速率相同,相应地增加了导航计算机的吞吐量,为此提出了一种后验补偿方法.首先利用未进行误差补偿的陀螺仪角增量输出计算圆锥补偿... 捷联惯导圆锥效应补偿计算通常基于输出补偿后的陀螺仪角增量,陀螺仪误差补偿速率必须与陀螺仪输出的采样速率相同,相应地增加了导航计算机的吞吐量,为此提出了一种后验补偿方法.首先利用未进行误差补偿的陀螺仪角增量输出计算圆锥补偿项,然后在姿态更新中对由于陀螺仪误差未补偿造成的圆锥补偿误差进行补偿.仿真实验证明,在相同圆锥效应补偿更新速率下,后验补偿算法计算的圆锥效应补偿精度与先验算法相当,但计算量显著降低. 展开更多
关键词 捷联惯导系统 姿态算法 圆锥运动 陀螺仪误差 后验补偿
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捷联惯导中求解圆锥误差系数的通用算法 被引量:7
11
作者 严恭敏 杨小康 +1 位作者 翁浚 秦永元 《导航定位学报》 CSCD 2017年第3期1-4,23,共5页
在捷联惯导姿态更新算法中,针对传统的由等效旋转矢量微分方程求解多子样优化圆锥误差补偿系数的推导过程比较繁琐的问题,提出了一种新的计算任意子样数优化圆锥误差补偿系数的数值算法。在圆锥角运动条件下,新算法对角速度和角增量三... 在捷联惯导姿态更新算法中,针对传统的由等效旋转矢量微分方程求解多子样优化圆锥误差补偿系数的推导过程比较繁琐的问题,提出了一种新的计算任意子样数优化圆锥误差补偿系数的数值算法。在圆锥角运动条件下,新算法对角速度和角增量三角函数作泰勒级数展开,再根据圆锥误差积分和不同子样角增量叉乘计算过程中的多项式系数向量叉乘特点,将叉乘运算转化为多项式系数的卷积运算,新算法易于软件编程实现。最后,通过仿真计算给出了所有共计21种1~6子样优化圆锥误差补偿系数及相应的算法漂移。 展开更多
关键词 捷联姿态更新算法 优化圆锥误差补偿算法 等效旋转矢量 卷积运算 数值解
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圆锥度误差的评定方法与优化算法
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作者 韦芳霞 雷贤卿 +2 位作者 薛玉君 李济顺 段明德 《工具技术》 2010年第9期80-82,共3页
论述了圆锥度误差的基本概念和两类典型的评定方法,介绍了几种求解圆锥度误差的优化算法及其优缺点。
关键词 圆锥误差 评定方法 优化算法
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一种高精度角速率圆锥补偿算法 被引量:14
13
作者 魏晓虹 张春熹 朱奎宝 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1312-1316,共5页
以角速率信号作为算法输入时,采用以往常用的圆锥补偿算法,算法误差明显增大.鉴于光纤陀螺角速率信号可以直接获取,提出了一种以角速率信号作为圆锥补偿算法输入的新补偿算法.在姿态更新周期内,以光纤陀螺角速率信号作为输入,求得陀螺... 以角速率信号作为算法输入时,采用以往常用的圆锥补偿算法,算法误差明显增大.鉴于光纤陀螺角速率信号可以直接获取,提出了一种以角速率信号作为圆锥补偿算法输入的新补偿算法.在姿态更新周期内,以光纤陀螺角速率信号作为输入,求得陀螺角速率输出的表达式,结合旋转矢量微分方程,推导出新圆锥补偿算法表达式,然后以算法漂移误差最小对新算法进行优化.采用规则进动、典型的圆锥运动以及有噪声干扰的圆锥运动作为测试输入,通过与传统算法的对比,新算法计算量低、计算简单方便,算法精度高.新算法的提出为高动态环境下光纤陀螺捷联系统的姿态误差补偿提供了一个新的思路. 展开更多
关键词 算法 圆锥误差 误差补偿 旋转矢量 捷联惯性导航系统
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基于微粒群算法优化的微硅加速度传感器动态补偿研究 被引量:17
14
作者 刘清 曹国华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1707-1710,共4页
本文提出了一种基于微粒群(PSO)算法优化的微硅加速度传感器动态误差补偿器的设计方法。该方法无需事先已知微硅加速度传感器的动态特性,可根据传感器以及参考模型对输入激励响应的实测数据,通过PSO算法的优化学习得到补偿器的参数。传... 本文提出了一种基于微粒群(PSO)算法优化的微硅加速度传感器动态误差补偿器的设计方法。该方法无需事先已知微硅加速度传感器的动态特性,可根据传感器以及参考模型对输入激励响应的实测数据,通过PSO算法的优化学习得到补偿器的参数。传感器的输出经过补偿器后,能够克服由动态特性引起的测量误差。最后,通过实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 微硅加速度器 动态误差 补偿 参数优化 微粒群算法
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捷联惯导系统圆锥补偿算法研究 被引量:6
15
作者 王养柱 崔中兴 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期264-267,共4页
为了提高高动态环境下捷联惯性导航系统的精度 ,消除圆锥效应带来的误差 ,对圆锥补偿算法的设计和圆锥补偿误差特性进行了研究 .首先给出了旋转矢量方程和经典圆锥运动的角速度模型 ,进而推导出了经典圆锥运动的角增量公式、角增量叉乘... 为了提高高动态环境下捷联惯性导航系统的精度 ,消除圆锥效应带来的误差 ,对圆锥补偿算法的设计和圆锥补偿误差特性进行了研究 .首先给出了旋转矢量方程和经典圆锥运动的角速度模型 ,进而推导出了经典圆锥运动的角增量公式、角增量叉乘公式 ,建立了圆锥补偿系数方程 ,给出了基于该方法的 2 1种圆锥补偿算法 .并对圆锥补偿误差特性进行了仿真研究 。 展开更多
关键词 捷联惯性导航 算法 误差 圆锥补偿算法
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基于粒子群算法的数控机床切削力误差实时补偿 被引量:2
16
作者 吴昊 胡伟 +1 位作者 鲁志政 杨建国 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1695-1698,共4页
通过分析数控机床主轴传动系统,推导出主轴伺服电机电流信号与切削力之间的关系,运用BP神经网络理论和粒子群优化算法建立起切削力误差模型,研制出数控机床上的切削力误差实时补偿系统,并通过加工实例对补偿系统进行了验证.结果表明:所... 通过分析数控机床主轴传动系统,推导出主轴伺服电机电流信号与切削力之间的关系,运用BP神经网络理论和粒子群优化算法建立起切削力误差模型,研制出数控机床上的切削力误差实时补偿系统,并通过加工实例对补偿系统进行了验证.结果表明:所建的切削力误差模型具有鲁棒性强和精度高的特点;切削力误差实时补偿系统使用方便,应用性强. 展开更多
关键词 粒子群优化算法 切削力误差 实时补偿
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补偿模型误差的采油过程多目标优化 被引量:3
17
作者 刘潭 高宪文 王丽娜 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期615-622,共8页
通过对采油过程的分析,本文建立了以最大化区块产油量和最小化单位产油量综合能耗为目标的优化模型.针对单位产油量综合能耗模型的输出与实际值存在较大误差,利用高斯混合模型(GMM)对单位产油量综合能耗混合模型误差特性进行描述,实现... 通过对采油过程的分析,本文建立了以最大化区块产油量和最小化单位产油量综合能耗为目标的优化模型.针对单位产油量综合能耗模型的输出与实际值存在较大误差,利用高斯混合模型(GMM)对单位产油量综合能耗混合模型误差特性进行描述,实现对模型的误差补偿,并将误差补偿后的单位产油量综合能耗引入到已建的优化模型中,使得优化结果更接近实际最优值.在此基础上,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)用于所建的多目标优化模型求解.最后,以某采油作业区一区块生产过程为例进行仿真验证,结果表明了所建模型和优化算法的有效性. 展开更多
关键词 采油过程 多目标优化 单位产油量综合能耗 误差补偿 高斯混合模型 非支配排序遗传算法
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基于可变搜索区域的自适应学习粒子群优化算法的形状误差检测 被引量:1
18
作者 缑锦 王飞 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2014年第7期1615-1619,共5页
针对粒子群算法在解决非线性类的误差评定中遇到收敛慢,易陷入局部最优的问题,且一般所提出的形状误差计算方法均针对特定模型的误差计算,通过对速度和搜索范围的相对调整,提出一种基于可变搜索区域的自适应粒子群优化算法.并将其用于... 针对粒子群算法在解决非线性类的误差评定中遇到收敛慢,易陷入局部最优的问题,且一般所提出的形状误差计算方法均针对特定模型的误差计算,通过对速度和搜索范围的相对调整,提出一种基于可变搜索区域的自适应粒子群优化算法.并将其用于球体、圆柱、圆锥的误差评定.对三类误差评定模型算法框架进行了统一描述,并给出各改进策略的实现要点.对比实验的计算结果表明,该方法对上述三类误差评定问题均有较好效果,在解决类似非线性优化问题时,其计算精度优于其他同类算法. 展开更多
关键词 粒子群优化算法 形状误差 圆锥 圆柱度 球度
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基于模型参考和微粒群算法优化的传感器动态补偿方法 被引量:3
19
作者 刘清 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期154-157,共4页
提出了一种基于微粒群(PSO)算法优化的传感器动态误差补偿器的设计方法。无需事先已知系统的动态特性,可根据传感器以及参考模型对输入激励响应的实测数据,通过PSO算法的优化学习得到补偿器的参数。传感器的输出经过补偿器后,能够克服... 提出了一种基于微粒群(PSO)算法优化的传感器动态误差补偿器的设计方法。无需事先已知系统的动态特性,可根据传感器以及参考模型对输入激励响应的实测数据,通过PSO算法的优化学习得到补偿器的参数。传感器的输出经过补偿器后,能够克服由传感器动态特性引起的测量误差。最后,通过实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 计量学 传感器 动态误差 补偿 参数优化 微粒群算法
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圆锥积分算法在划船效应补偿算法中的应用 被引量:5
20
作者 蒲广平 裴听国 万彦辉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第5期39-42,47,共5页
介绍了捷联惯导系统中圆锥补偿算法与划船误差补偿算法之间的相似性;根据它们之间的相似性得出了一简单的公式,该公式能够将一种圆锥补偿算法转换成相应的划船误差补偿算法;此外还给出了该公式的推导过程及几种高精度补偿算法;最后进行... 介绍了捷联惯导系统中圆锥补偿算法与划船误差补偿算法之间的相似性;根据它们之间的相似性得出了一简单的公式,该公式能够将一种圆锥补偿算法转换成相应的划船误差补偿算法;此外还给出了该公式的推导过程及几种高精度补偿算法;最后进行了仿真。 展开更多
关键词 划船效应 捷联惯导系统 圆锥积分算法 误差补偿 补偿算法 惯性导航系统
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