一种改进的旋转矢量姿态算法 被引量：12

1

作者 林雪原 刘建业 赵伟 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期182-185,共4页

应用陀螺当前迭代周期内及前 2个迭代周期内的角增量输出 ,并根据在当前迭代周期内对陀螺仪采样的次数 ,提出了 3个新的航姿算法 ,分析了此算法在典型圆锥运动输入下的漂移误差 .与传统的旋转矢量法比较 ,新的算法比Miller’s算法精度... 应用陀螺当前迭代周期内及前 2个迭代周期内的角增量输出 ,并根据在当前迭代周期内对陀螺仪采样的次数 ,提出了 3个新的航姿算法 ,分析了此算法在典型圆锥运动输入下的漂移误差 .与传统的旋转矢量法比较 ,新的算法比Miller’s算法精度高 3～ 4个数量级 ;对于单子样 ,新算法比Y .F .Jiang算法精度高约 3个数量级 ,对于双子样、三子样 ,新算法比Y .F .Jiang算法精度高2 0～ 30倍 。 展开更多

关键词 改进旋转矢量姿态算法 迭代周期 陀螺仪 航行姿态 圆锥运动 漂移误差 捷联惯导系统

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一种改进的扩展旋转矢量姿态算法 被引量：3

2

作者 万振刚 周百令 吴镇扬 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第2期117-119,共3页

在分析扩展旋转矢量姿态算法的基础上,基于典型圆锥运动理论以及迭代算法的思想推导了一种面向四子样的改进扩展旋转矢量优化算法。给出了较为详细的算法推导过程和具体公式。为检验改进算法的有效性,先后采用传统的四元数法、扩展旋转... 在分析扩展旋转矢量姿态算法的基础上,基于典型圆锥运动理论以及迭代算法的思想推导了一种面向四子样的改进扩展旋转矢量优化算法。给出了较为详细的算法推导过程和具体公式。为检验改进算法的有效性,先后采用传统的四元数法、扩展旋转矢量法以及改进算法,对载体的典型圆锥运动进行了计算机仿真研究。结果表明,该优化算法不仅改变了捷联惯性导航系统中陀螺子样的利用方式,而且提高了系统旋转矢量的计算精度以及姿态算法的实时性。 展开更多

关键词 旋转矢量 姿态算法 捷联惯导系统

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一种基于角速率的改进旋转矢量姿态更新算法 被引量：3

3

作者 王君 宋蔚阳 吴骁航 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2020年第3期38-42,共5页

为了提高姿态更新精度,提出了一种利用前周期角速率进行优化的改进旋转矢量姿态更新算法。通过对基于角速率的旋转矢量更新算法及其算法误差的推导,针对单子样、双子样、改进双子样算法在圆锥运动条件下情况进行了仿真,并开展跑车试验... 为了提高姿态更新精度,提出了一种利用前周期角速率进行优化的改进旋转矢量姿态更新算法。通过对基于角速率的旋转矢量更新算法及其算法误差的推导,针对单子样、双子样、改进双子样算法在圆锥运动条件下情况进行了仿真,并开展跑车试验。仿真结果表明,在高动态的圆锥运动条件下,利用前周期角速率的优化双子样算法,比传统的姿态更新算法具有更高的精度;跑车试验结果验证了算法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 姿态更新算法 误差补偿 旋转矢量 优化算法

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捷联惯导姿态更新的四子样旋转矢量优化算法研究 被引量：33

4

作者 秦永元 张士邈 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2001年第4期1-7,共7页

介绍了捷联惯导姿态更新算法中的旋转矢量算法,分析了锥运动环境下数学平台的算法漂移,提出了通过求解矛盾方程组实现四子样旋转矢量算法优化处理的新方法,并对单子样、双子样、三子样、四子样的算法漂移作了对比计算。

关键词 捷联惯导 姿态更新 旋转矢量 四子样 优化算法 锥运动 矛盾方程组 算法漂移 不可交换性 陀螺

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一种单子样旋转矢量姿态算法 被引量：14

5

作者 杨胜 房建成 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期780-785,共6页

旋转矢量姿态算法可有效抑制高动态环境下捷联惯导系统(SINS)产生的圆锥误差。当直接应用多子样旋转矢量姿态算法时,会降低系统姿态更新频率;若要保持姿态更新频率,则需要提高采样频率,从而增加了导航计算机的硬件负担,并导致量化误差... 旋转矢量姿态算法可有效抑制高动态环境下捷联惯导系统(SINS)产生的圆锥误差。当直接应用多子样旋转矢量姿态算法时,会降低系统姿态更新频率;若要保持姿态更新频率,则需要提高采样频率,从而增加了导航计算机的硬件负担,并导致量化误差突出。针对上述不足,提出了一种利用当前及前N个姿态更新周期角增量的单子样旋转矢量姿态算法,并在典型圆锥运动条件下推导了算法补偿项系数。此外,由于陀螺输出经过数字滤波处理后其幅频特性的改变会影响圆锥误差的补偿效果,根据滤波器特性推导了单子样旋转矢量姿态算法的修正算法,以便于在工程中推广应用。该算法在不降低姿态更新频率的同时,可获得较高的解算精度,适于高动态环境应用,实验结果验证了上述算法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 姿态更新算法 旋转矢量 单子样 数字滤波

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基于非等间距采样输出的旋转矢量姿态算法 被引量：2

6

作者 葛文涛 林玉荣 +1 位作者 付振宪 邓正隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期880-885,共6页

基于实际系统中陀螺的输出为非等间隔的角增量信号,重点研究了采样时刻的变化对捷联姿态算法的影响,并推导出旋转矢量三子样算法和二子样算法的通用表达式及其误差方程。传统的Miller算法已被证明是本算法的特例。研究发现,算法误差与... 基于实际系统中陀螺的输出为非等间隔的角增量信号,重点研究了采样时刻的变化对捷联姿态算法的影响,并推导出旋转矢量三子样算法和二子样算法的通用表达式及其误差方程。传统的Miller算法已被证明是本算法的特例。研究发现,算法误差与由采样时刻构成的误差系数阵密切相关,Miller算法中的等间距采样使得该矩阵奇异,而改变采样间距可使其满秩,从而降低算法误差。然而对角增量输出的二子样算法而言,等间隔采样比非等间距采样具有更小的算法漂移。仿真及试验结果证明了本文的观点。 展开更多

关键词 捷联 姿态算法 圆锥误差 旋转矢量 非等间距采样

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基于正弦函数拟合的高动态捷联惯导姿态更新算法 被引量：4

7

作者 路永乐 杨杰 +3 位作者 孙旗 罗毅 肖轩 刘宇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-7,共7页

为提高捷联惯导在高动态条件下的姿态解算精度,基于等效旋转矢量泰勒级数展开法,提出一种基于正弦函数拟合的高动态捷联惯导姿态更新算法。以正弦函数拟合载体运动角速度,考虑Bortz方程高阶项的影响,对陀螺角增量表示的旋转矢量进行泰... 为提高捷联惯导在高动态条件下的姿态解算精度,基于等效旋转矢量泰勒级数展开法,提出一种基于正弦函数拟合的高动态捷联惯导姿态更新算法。以正弦函数拟合载体运动角速度,考虑Bortz方程高阶项的影响,对陀螺角增量表示的旋转矢量进行泰勒六阶展开,对比旋转矢量不同形式表达式求得误差补偿系数。在MATLAB平台上,以圆锥运动与大角速率转动并存环境作为仿真条件,对所提算法与传统算法进行对比仿真分析。仿真结果表明,在小半锥角低频圆锥运动伴随高速角速率转动情况下,所提算法性能较好,当半锥角为0.5°、角频率为2.26πrad/s、常值角速率为5.30 rad/s、姿态解算周期为0.02 s时,所提正弦函数拟合三子样旋转矢量算法与传统扩展形式频率级数/显示频率三子样圆锥算法相比误差降低了2个数量级。 展开更多

关键词 捷联姿态算法 高动态 正弦函数拟合 等效旋转矢量

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光纤陀螺捷联姿态算法的改进研究 被引量：14

8

作者 魏小莹 林玉荣 邓正隆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第2期70-74,共5页

传统的捷联姿态算法一般只采用陀螺角增量信号来进行设计,当应用于由输出为角速率的干涉型光纤陀螺构成的捷联姿态系统时,不仅在精度上存在局限,而且还由于通过角速率提取角增量而带来更大误差。因此,同时利用角速率及角增量信号,优化... 传统的捷联姿态算法一般只采用陀螺角增量信号来进行设计,当应用于由输出为角速率的干涉型光纤陀螺构成的捷联姿态系统时,不仅在精度上存在局限,而且还由于通过角速率提取角增量而带来更大误差。因此,同时利用角速率及角增量信号,优化设计出一类新的旋转矢量姿态算法,给出了算法的圆锥误差表达式,并进行了仿真分析。结果表明,新的算法精度较传统算法有显著提高。 展开更多

关键词 捷联姿态算法 改进研究 干涉型光纤陀螺 角速率 姿态系统 旋转矢量 优化设计 圆锥误差 仿真分析 传统算法 算法精度 增量 表达式 信号

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基于多项式迭代的等效旋转矢量微分方程精确数值算法 被引量：7

9

作者 严恭敏 李思锦 秦永元 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期708-712,共5页

提出了一种基于多项式迭代的求解等效旋转矢量微分方程(Bortz方程)的新算法,以角速度多项式作为输入,利用泰勒级数将Bortz方程中的余切函数展开成多项式形式,将不可交换误差补偿中的叉乘和求模运算变换为多项式的卷积运算,通过迭代求取... 提出了一种基于多项式迭代的求解等效旋转矢量微分方程(Bortz方程)的新算法,以角速度多项式作为输入,利用泰勒级数将Bortz方程中的余切函数展开成多项式形式,将不可交换误差补偿中的叉乘和求模运算变换为多项式的卷积运算,通过迭代求取等效旋转矢量的多项式精确解,有效地解决了捷联惯导系统在大角度机动环境下的姿态精确确定问题。此外,还对新算法的数值运算量和迭代收敛精度进行了分析。最后,进行了半锥角90°、频率1 Hz、时长1 s的大幅值圆锥运动姿态更新仿真实验,与传统圆锥优化算法的5''姿态误差相比,新算法的误差仅为10^(-7)'',具有明显的精度优势。 展开更多

关键词 捷联姿态更新算法 等效旋转矢量 迭代 圆锥运动

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旋转矢量算法系数优化的参数解析法的适用性 被引量：3

10

作者 王俊璞 金志华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期22-27,共6页

参数解析法是一种简单直观的旋转矢量算法系数优化方法,但在子样数为4的情况下,该方法却不能得到最优系数。对此,在采用参数解析法详细推导5子样算法的基础上,结合其他学者的研究成果分析了该方法的适用性。研究表明,参数解析法仅适用... 参数解析法是一种简单直观的旋转矢量算法系数优化方法,但在子样数为4的情况下,该方法却不能得到最优系数。对此,在采用参数解析法详细推导5子样算法的基础上,结合其他学者的研究成果分析了该方法的适用性。研究表明,参数解析法仅适用于子样数不大于3的旋转矢量算法系数优化。 展开更多

关键词 姿态算法 旋转矢量 圆锥误差 参数解析法

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基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法

11

作者 路永乐 杨杰 +2 位作者 鄢誉 苏胜 李娜 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期291-299,共9页

针对低成本足绑式行人导航系统中航向误差快速发散导致定位精度下降的问题,从降低姿态更新误差的角度出发,基于等效旋转矢量理论和傅里叶展开,提出一种基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法。首先,以等效旋转矢量法为理论基础... 针对低成本足绑式行人导航系统中航向误差快速发散导致定位精度下降的问题,从降低姿态更新误差的角度出发,基于等效旋转矢量理论和傅里叶展开,提出一种基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法。首先,以等效旋转矢量法为理论基础,使用正余弦函数拟合足部运动角速度,利用泰勒展开及等式变换求取函数拟合姿态更新方法;随后,结合长短期记忆网络(LSTM)零速检测,设计适用于多种步态的足绑式行人导航算法;最后,以WT901BC IMU为硬件平台开展了多组不同步态的闭环路径验证实验,结果表明,相较于传统基于四元数法或二子样等效旋转矢量法的足绑式行人导航算法,所提方法定位误差平均减小47.66%和42.83%,航向误差平均减小49.99%和44.74%。 展开更多

关键词 姿态更新 等效旋转矢量 长短期记忆网络 行人导航算法

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基于旋转矢量误差估计模型的捷联姿态解算方法 被引量：6

12

作者 谢荣生 孙枫 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第3期15-19,共5页

针对捷联惯导系统姿态算法分析了一种旋转矢量误差估计模型 ,并从该模型出发 ,推导了几种高精度的捷联姿态算法 .对 0这些算法进行了分析、比较和数字仿真 .结果表明 ,本文的基于旋转矢量误差估计模型的捷联姿态算法可以减小动态误差 ,... 针对捷联惯导系统姿态算法分析了一种旋转矢量误差估计模型 ,并从该模型出发 ,推导了几种高精度的捷联姿态算法 .对 0这些算法进行了分析、比较和数字仿真 .结果表明 ,本文的基于旋转矢量误差估计模型的捷联姿态算法可以减小动态误差 ,提高姿态精度 . 展开更多

关键词 估计模型 旋转矢量 捷联姿态算法 船舶惯导系统

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速率捷联惯导系统多子样旋转矢量算法研究 被引量：1

13

作者 王杰 谷宏强 《科学技术与工程》 2008年第14期4027-4028,4036,共3页

针对多子样旋转矢量算法,通过Matlab编程实验,详细分析给定条件下各子样算法的精度等级,对整个惯导系统误差补偿方案的设计及算法的选取,有一定的参考价值。

关键词 捷联惯导系统 姿态算法 旋转矢量

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基于改进NSGA-Ⅱ算法的RV减速器参数多目标优化研究 被引量：1

14

作者 杨昊霖 王茹芸 +2 位作者 罗利敏 贡林欢 楼应侯 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第4期651-658,共8页

旋转矢量(RV)减速器是工业机器人核心部件,对于机器人的性能起到关键作用。针对提升RV减速器综合性能的问题,从优化传动压力角的相关参数出发,对其结构参数(摆线轮齿数、短幅系数、针径系数、摆线轮宽度等)的多目标优化设计进行了研究... 旋转矢量(RV)减速器是工业机器人核心部件,对于机器人的性能起到关键作用。针对提升RV减速器综合性能的问题,从优化传动压力角的相关参数出发,对其结构参数(摆线轮齿数、短幅系数、针径系数、摆线轮宽度等)的多目标优化设计进行了研究。首先,研究了摆线轮平均压力角、传动效率和传动机构体积三者的相关参数之间的关系;然后,以此为优化目标,在摆线轮标准齿廓方程的基础上建立了多目标优化数学模型(该模型采用了基于非支配占优排序遗传学算法(NSGA-Ⅱ)改进了交叉算子系数生成的改进NSGA-Ⅱ算法);通过模型求解得到了帕累托最优解集,根据模糊集合理论的相关方法选取了最优解;最后,以某公司220-BX型RV减速器为例,进行了优化设计,建立了3D模型后进行了有限元分析,并加工出实验样机,进行了传动效率对比实验。实验结果表明:摆线轮平均压力角减小了7.19%,体积减小了11.1%,传动效率提高了4.9%。研究结果表明:该模型交互性强,能提高设计效率并节省设计开销,可为实际RV减速器工程优化设计提供参考。 展开更多

关键词 机械传动 旋转矢量(RV)减速器 改进非支配占优排序遗传学算法(NSGA-Ⅱ) 多目标优化 平均传动压力角 传动效率

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激光捷联惯导系统角增量输入姿态算法 被引量：7

15

作者 曾庆化 刘建业 赵伟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期143-148,共6页

在对经典理想角增量输入的圆锥算法分析总结基础上,提出并推导了更为合适的经典角增量输入圆锥算法通式。在对经典理想角增量与实际工程滤波角增量的圆锥响应对比分析基础上,推导了滤波角增量输入圆锥补偿算法的补偿系数和误差主项通式... 在对经典理想角增量输入的圆锥算法分析总结基础上,提出并推导了更为合适的经典角增量输入圆锥算法通式。在对经典理想角增量与实际工程滤波角增量的圆锥响应对比分析基础上,推导了滤波角增量输入圆锥补偿算法的补偿系数和误差主项通式。最后,利用文中讨论的理想角增量输入和滤波角增量输入圆锥补偿算法,结合激光陀螺惯性导航系统的频谱特性进行了大量的仿真验证。仿真结果表明,文中讨论的角增量圆锥算法有效,能显著提高激光陀螺捷联惯性导航系统的姿态精度。 展开更多

关键词 激光陀螺 姿态算法 旋转矢量 误差分析

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捷联惯导姿态更新的双子样二次迭代优化算法研究 被引量：11

16

作者 顾冬晴 张海涛 秦永元 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第3期8-14,共7页

推导了捷联惯导姿态更新算法中双子样迭代算法,提出以锥误差最小为优化标准的双子样迭代优化算法,并对双子样、三子样、双子样迭代算法在锥运动条件下的情况做了仿真分析。

关键词 捷联惯导 姿态更新 旋转矢量 双子样二次迭代 优化算法

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高动态环境下的捷联惯导系统姿态算法的研究 被引量：5

17

作者 牟淑志 卜雄洙 李永新 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期11-13,16,共4页

捷联姿态算法性能的优劣直接影响捷联系统的导航精度,文中以精确弹药为应用对象,对高动态环境下的四元数的四阶-龙格库塔法和三子样旋转矢量法通过仿真进行了比较。以典型圆锥运动为输入信号,以圆锥漂移为检验算法的基准,应用simulink... 捷联姿态算法性能的优劣直接影响捷联系统的导航精度,文中以精确弹药为应用对象,对高动态环境下的四元数的四阶-龙格库塔法和三子样旋转矢量法通过仿真进行了比较。以典型圆锥运动为输入信号,以圆锥漂移为检验算法的基准,应用simulink建立的仿真模型给出了姿态角误差仿真的结果,并对结果进行了分析。仿真结果表明,等效旋转矢量法对提高高动态环境下的导航精度更具有实用价值。 展开更多

关键词 SIMULINK SINS 姿态算法 四元数 旋转矢量 捷联惯导系统

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一种求解等效旋转矢量高阶误差补偿系数的新方法 被引量：12

18

作者 严恭敏 李思锦 郭正东 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期347-352,396,共7页

在传统等效旋转矢量多子样算法中,仅考虑了二阶不可交换误差的补偿而忽略了高阶项的影响,算法精度有限。高阶误差补偿算法在一定程度上提高了等效旋转矢量的计算精度,但是其系数求解方法比较烦琐。针对以上问题,提出一种采用数值仿真方... 在传统等效旋转矢量多子样算法中,仅考虑了二阶不可交换误差的补偿而忽略了高阶项的影响,算法精度有限。高阶误差补偿算法在一定程度上提高了等效旋转矢量的计算精度,但是其系数求解方法比较烦琐。针对以上问题,提出一种采用数值仿真方法进行误差补偿算法系数的求解方法,将等效旋转矢量方程(Bortz方程)分解为互不相关的不同重数的角速度叉乘积的形式,随机仿真生成高阶误差期望值和一组角增量的叉乘积,建立量测方程组,通过角增量矩阵秩的计算化简消除叉乘积之间的相关性,最终求得所有误差补偿系数,所提方法具有操作简单和易于推广的突出优点。在大锥角圆锥运动和大角度机动环境下进行了对比仿真验证,与传统算法相比新的高阶算法的精度提高了2~3个数量级。 展开更多

关键词 捷联姿态算法 等效旋转矢量 高阶误差补偿系数 随机仿真

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高精度捷联惯导姿态更新优化算法研究 被引量：15

19

作者 吴军 鲍其莲 《电子测量技术》 2010年第2期49-52,共4页

介绍了捷联惯导姿态更新算法中的旋转矢量算法。在传统的旋转矢量算法的基础上,提出一种新的航姿算法,并分析了此算法在典型圆锥运动输入下的误差。新航姿算法是利用增加一个角速度拟合参数来估算算法误差,进而优化姿态更新的方法。与... 介绍了捷联惯导姿态更新算法中的旋转矢量算法。在传统的旋转矢量算法的基础上,提出一种新的航姿算法,并分析了此算法在典型圆锥运动输入下的误差。新航姿算法是利用增加一个角速度拟合参数来估算算法误差,进而优化姿态更新的方法。与传统的旋转矢量算法比较,算法无需计算误差四元素,新算法更为简单明了,为改进旋转矢量算法提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 捷联惯导 姿态更新算法 旋转矢量 三子样 优化算法

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捷联惯导系统姿态算法研究 被引量：16

20

作者 柴卫华 侯芸 《现代防御技术》 2001年第4期42-45,共4页

姿态算法是捷联惯导系统算法中的一个重要组成部分 ,研究了一种新的递推补偿方法并在BorlandC语言环境下进行了仿真 。

关键词 捷联惯导系统 姿态算法 捷联算法 四元数 等效旋转矢量

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