[發明專利]一種基于LMS算法的船用捷聯慣導系統水平阻尼方法

有效

• 申請號: 201710834287.1
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107679016B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 黃衛權;李智超;程建華;周廣濤;盧曼曼;王紅超;岳博;關帥;袁縱;蘇建斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于LMS算法的船用捷聯慣導系統水平阻尼方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一.船用捷聯慣導系統進行實時解算，采集水平姿態角和航向角；

步驟二.通過基于LMS算法的舒勒振蕩估計算法估計出水平姿態角的舒勒振蕩分量；

所涉及通過基于LMS算法的舒勒振蕩估計算法估計出水平姿態角的舒勒振蕩分量的步驟為：

(1)對水平姿態角建立模型，模型表達式為

r(k)＝[w₁(k),w₂(k)…w_2M(k)]·[r₁(k),r₂(k)…r_2M(k)]^T

＝[w_u(k),w_s(k)]·[r_u(k),r_c(k)]^T

式中[w₁(k),w₂(k)…w_2M(k)]為模型的系數向量；M為LMS算法參數，值為整數；k為算法迭代的次數；r_n(k)為單位正余弦項和常值分量，表達式為：

式中，T為慣性解算數據的周期，w_u(k)為有用信號模型系數向量，w_s(k)為舒勒振蕩模型中的系數向量，r_u(k)為有用信號模型中的單位正余弦向量，r_c(k)為舒勒振蕩模型中的常值向量；

(2)利用LMS算法修正系數向量w_u(k)和w_s(k)，表達式為

e(k)＝r_ins(k)-r(k)

式中，e(k)為修正量，r_ins(k)為橫搖信息；

w_u(k+1)＝w_u(k)+2μ_ue(k)r_u(k)

w_s(k+1)＝w_s(k)+2μ_se(k)r_c(k)

式中，μ_u和μ_s為收斂因子；

(3)計算出水平姿態角的舒勒振蕩分量r_s(k)，計算表達式為

r_s(k)＝w_s(k+1)r_c^T(k)

步驟三.將估計出的水平姿態角舒勒振蕩分量閉環反饋至船用捷聯慣導系統；

首先將估計出的水平姿態角舒勒振蕩分量r_s(k)反饋給r_ins(k)，得到反饋后的水平姿態角r′_ins(k)，表達式為r′_ins(k)＝r_ins(k)-r_s(k)；

然后將LMS算法中舒勒振蕩分量的系數向量w_s(k)置零；

根據修正后水平姿態角以及步驟一中的航向角構造出捷聯矩陣C′_ins，代入慣導系統進行解算；

步驟四.實時輸出船用捷聯慣導系統信息。

2.如權利要求1所述的一種基于LMS算法的船用捷聯慣導系統水平阻尼方法，其特征在于，收斂因子的取值范圍滿足：

式中R為向量[r₁(k),r₂(k)…r_2M(k)]的自相關矩陣，tr[R]代表矩陣R的跡；自相關矩陣R的表達式為：

3.如權利要求2所述的一種基于LMS算法的船用捷聯慣導系統水平阻尼方法，其特征在于，收斂因子μ_u趨近于μ_s遠小于

4.如權利要求1至3中任一項權利要求所述的一種基于LMS算法的船用捷聯慣導系統水平阻尼方法，其特征在于，所述LMS算法參數M的取值范圍為10～20。