基于UKF的水下航行器IMU故障检测与诊断方法研究

论文摘要

惯性测量单元(IMU)作为水下航行器导航系统关键传感器,其可靠性直接影响航行器的导航性能;为了提高IMU的容错能力,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的IMU故障诊断技术;首先根据水下航行器的动力学方程和导航系统特点,建立描述IMU故障与导航状态量关系的解析模型;接着基于UKF非线性滤波的特点,进行导航滤波解算,基于此,提出了解耦矩阵法以实现IMU的故障检测;并且根据无迹卡尔曼滤波器新息正交原理,提出了实时估计IMU故障的方法,从而完成水下航行器IMU故障的在线检测与诊断;最后,通过实际航行数据验证了所提出算法的有效性。

论文目录

• 0 引言
• 1 滤波器模型的建立
• 2 无迹卡尔曼滤波器基本原理
• 3 IMU故障检测
•   3.1 阈值法
•   3.2 解耦矩阵法
• 4 IMU故障诊断
• 5 仿真验证
•   5.1 IMU故障检测仿真结果
•     5.1.1 阈值法
•     5.1.2 解耦矩阵法
•   5.2 IMU故障诊断仿真结果
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郭鑫,刘小雄,何启志,高彦钊

关键词: 无迹卡尔曼滤波,惯性测量单元,故障诊断

来源: 计算机测量与控制 2019年08期

年度: 2019

分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 船舶工业

单位: 西北工业大学自动化学院

基金: 国家自然科学基金(61374032),中船重工705研究所基础研究基金,陕西省飞行控制与仿真技术重点实验室资助项目

分类号: U674.941;U672

DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2019.08.007

页码: 30-34+39

总页数: 6

文件大小: 801K

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