[發(fā)明專利]適用于慣導(dǎo)系統(tǒng)的動態(tài)時(shí)變可觀測度分析方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210683829.0
• 申請日: 2022-06-17
• 公開（公告）號: CN115014393A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈凱;左健文;李岳倫;丁應(yīng)和
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/16
• 代理公司: 北京天同知創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 16046
• 代理人: 馬金霞

1.一種慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差的動態(tài)時(shí)變可觀測度分析方法，其特征在于，包括：

獲取慣導(dǎo)系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間模型，在所述離散狀態(tài)空間模型的各誤差狀態(tài)變量與輸出量測變量之間進(jìn)行可觀測性圖分析；

基于所述可觀測性圖分析，計(jì)算所述慣導(dǎo)系統(tǒng)的各慣性器件誤差變量的可觀測度并標(biāo)準(zhǔn)化，獲得所述慣導(dǎo)系統(tǒng)的可觀測度分析圖；

基于所述可觀測度分析圖，動態(tài)時(shí)變地分析所述慣導(dǎo)系統(tǒng)中各慣性器件誤差的可觀測度變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取慣導(dǎo)系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間模型包括：

獲取所述慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差模型；

選取所述慣導(dǎo)系統(tǒng)的各慣性器件誤差變量作為狀態(tài)變量，然后將連續(xù)時(shí)間的所述誤差模型離散化，得到所述離散狀態(tài)空間模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述離散狀態(tài)空間模型的各誤差狀態(tài)變量與輸出量測變量之間進(jìn)行可觀測性圖分析包括：

在所述離散狀態(tài)空間模型的輸出矩陣H第i行第j列元素h_ij不為零的情況下，則表明第j個(gè)誤差狀態(tài)變量會對第i個(gè)輸出變量量測產(chǎn)生影響，由此確定所述慣導(dǎo)系統(tǒng)的各誤差狀態(tài)變量x_k與輸出變量z_k之間的可觀測性圖分析，其中，所述輸出矩陣H為n×m維矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述可觀測性圖分析，計(jì)算所述慣導(dǎo)系統(tǒng)的各慣性器件誤差變量的可觀測度并標(biāo)準(zhǔn)化，獲得所述慣導(dǎo)系統(tǒng)的可觀測度分析圖，包括：

基于所述可觀測性圖分析，進(jìn)行高階系統(tǒng)降維分解；

基于所述高階系統(tǒng)降維分解，計(jì)算狀態(tài)變量均方根、可觀測性矩陣和量測變量均方根；

基于所計(jì)算出的狀態(tài)變量均方根、可觀測性矩陣和量測變量均方根，計(jì)算各個(gè)誤差狀態(tài)變量的可觀測度；

將各個(gè)誤差狀態(tài)變量的可觀測度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的誤差狀態(tài)變量的可觀測度，以獲得所述慣導(dǎo)系統(tǒng)的可觀測度分析圖。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述可觀測性圖分析，進(jìn)行高階系統(tǒng)降維分解，包括：

基于可觀測性圖分析，將所述離散狀態(tài)空間模型的高維系統(tǒng)按各慣性器件的誤差類型分解為各個(gè)低維子系統(tǒng)，其中，第l個(gè)子系統(tǒng)對應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和輸出矩陣分別為F^l和H^l，且各子系統(tǒng)維數(shù)l₁+l₂+...＝m，其中，l₁表示第1個(gè)子系統(tǒng)的維數(shù)，l₂表示第2個(gè)子系統(tǒng)的維數(shù)，m表示所述離散狀態(tài)空間模型的輸出矩陣H的列數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述高階系統(tǒng)降維分解，計(jì)算狀態(tài)變量均方根、可觀測性矩陣和量測變量均方根，包括：

由所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣F^l和所述輸出矩陣H^l計(jì)算可觀測性矩陣并求偽逆得到其中″+″表示偽逆；

計(jì)算k-m至k時(shí)刻誤差狀態(tài)變量xⁱ估計(jì)值的均方根e_k(xⁱ)，作為所述狀態(tài)變量均方根；

計(jì)算k-m至k時(shí)刻輸出變量yⁱ量測值的均方根e_k(yⁱ)，作為所述量測變量均方根。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，基于所計(jì)算出的狀態(tài)變量均方根、可觀測性矩陣和量測變量均方根，計(jì)算各個(gè)誤差狀態(tài)變量的可觀測度，包括：

基于所計(jì)算出的狀態(tài)變量均方根、可觀測性矩陣和量測變量均方根，計(jì)算所述可觀測性矩陣的行元素和方根得到第i個(gè)誤差狀態(tài)變量，以得到各個(gè)誤差狀態(tài)變量；

基于可觀測性圖分析結(jié)果，采用取對數(shù)的方式來計(jì)算各個(gè)誤差狀態(tài)變量的可觀測度