高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數評估方法研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊傑，練軍想，吳文啓 著

圖書標籤:

• 激光陀螺
• 慣性導航
• 非綫性模型
• 參數辨估
• 高精度
• 係統建模
• 誤差分析
• 濾波算法
• 姿態解算
• 控製技術

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118102680

商品編碼：29712515494

包裝：平裝

齣版時間：2016-07-01

基本信息

書名:高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數評估方法研究

：50.00元

售價：34.0元,便宜16.0元,摺扣68

作者:楊傑,練軍想,吳文啓

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2016-07-01

ISBN：9787118102680

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

楊傑、練軍想、吳文啓所*的《高精度激光陀螺 慣導係統非綫性模型參數估計方法研究》針對長航時 航海導航和航空重力測量的高精度激光陀螺慣導係統 ，買現瞭石英撓性加速度計μg量級的參數標定精度。
根據石英撓性加速度計不同的誤差特性，分彆建立瞭 加速度計組件的綫性測量模型和不同誤差特性的非綫 性測量模型。針對加速度計組件不同的測量模型，本 書提齣瞭三種詳細的標定算法，分彆為基於轉動矢量 觀測的參數分立標定算法，基於重力值觀測的參數分 立標定算法，基於姿態自主測量的參數係統級標定算 法。在此基礎上，本書還給齣瞭高精度慣導係統參數 標定精度綜閤驗證和評估的有效方法。作者對書中涉 及的重要模型和算法進行瞭嚴格的理論推導，並給齣 瞭大量詳細的工程實例，可為慣性導航專業工程師和 在校研究生提供有益的參考和指導。

目錄

作者介紹

文摘

序言

高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數評估方法研究 技術前沿與挑戰： 現代導航、製導與控製（GNC）係統，尤其是在航空航天、無人係統、高精度測量等領域，對慣性導航係統（INS）的精度和穩定性提齣瞭前所未有的要求。激光陀螺（LG）作為新一代慣性傳感器，憑藉其零漂移、高精度、寬動態範圍等優勢，已逐漸取代傳統的機械陀螺，成為構建高精度慣導係統的核心。然而，激光陀螺的物理工作機理復雜，其輸齣信號並非嚴格的綫性關係，而是受到多種非綫性因素的影響，例如光反饋效應、腔內損耗、熱效應、機械振動耦閤等。這些非綫性特性使得精確描述激光陀螺的輸齣特性變得異常睏難，直接影響瞭慣導係統的建模精度和性能評估的可靠性。 傳統的慣導係統參數評估方法多基於綫性模型假設，忽略瞭非綫性誤差項的存在，或將其簡單地視為高斯白噪聲處理。這種簡化在低精度場景下尚可接受，但在追求極緻精度的應用中，非綫性誤差將成為限製係統性能的主要瓶頸。例如，在長航時、高動態的飛行任務中，非綫性誤差的纍積效應可能導緻導航解算的嚴重發散。因此，對高精度激光陀螺慣導係統進行非綫性模型參數的精確評估，是提升係統整體性能的關鍵技術難題。 研究內容與創新點： 本書聚焦於“高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數評估方法研究”，旨在係統性地解決上述技術挑戰。本書的核心目標是提齣一套行之有效的非綫性模型參數評估框架，能夠準確地辨識和量化激光陀螺及其集成後的慣導係統中存在的各類非綫性誤差源，並為提高係統精度提供理論指導和實踐依據。 本書將從以下幾個關鍵方麵展開深入研究： 1. 激光陀螺非綫性特性建模： 深入分析物理機理： 詳細剖析激光陀螺內部的光學、聲光、電子學等各部分的工作原理，深入挖掘導緻輸齣非綫性的關鍵物理因素。例如，深入研究Sagnac效應在非理想條件下的錶現，分析腔內多光束乾涉、光反饋放大、諧振腔損耗、介質非均勻性、工作溫度變化對腔長和激光模式的影響，以及它們如何耦閤形成復雜的非綫性輸齣。 建立數學模型： 在物理機理分析的基礎上，構建能夠全麵反映激光陀螺非綫性特性的數學模型。這可能涉及非綫性微分方程、非綫性傳遞函數，甚至采用更先進的非綫性係統辨識方法，如核方法、神經網絡等。模型將重點捕捉與陀螺角速度輸入相關的非綫性項，以及與環境因素（如溫度、壓力、振動）耦閤産生的非綫性效應。 區分不同類型的非綫性： 將非綫性誤差進行細緻分類，例如，分析量級與輸入角速度呈二次方、三次方的非綫性項，以及與陀螺本體固有參數（如腔長、增益）相關的飽和非綫性、遲滯非綫性等。 2. 慣導係統集成後的非綫性耦閤效應分析： 多軸耦閤與傳感器融閤： 激光陀螺慣導係統通常由多個陀螺和加速度計組成。本書將研究不同軸嚮激光陀螺之間的非綫性耦閤，以及激光陀螺與加速度計之間可能存在的非綫性關聯。例如，一個軸的非綫性輸齣可能受到其他軸的振動或輸齣誤差的影響。 濾波與解算過程中的非綫性： 慣導係統中的卡爾曼濾波（KF）及其變種（如擴展卡爾曼濾波EKF、無跡卡爾曼濾波UKF）在處理非綫性係統時，自身也可能引入近似誤差。本書將分析這些濾波算法在非綫性模型參數評估過程中的作用和局限性，並探討是否存在更適閤的非綫性狀態估計方法。 3. 非綫性模型參數的高精度評估方法： 新型辨識策略的提齣： 針對非綫性模型，提齣創新的參數辨識策略。這可能包括： 基於大數據驅動的辨識： 利用大量不同工況下的測試數據，采用統計學習、機器學習、深度學習等方法，直接從數據中學習非綫性模型的參數，而無需預先建立復雜的解析模型。 組閤辨識方法： 結閤物理模型和數據驅動方法，先利用物理模型捕捉主要的非綫性趨勢，再利用數據驅動方法精細調整模型參數，以達到更高的辨識精度。 分層或迭代辨識： 將復雜的非綫性模型參數辨識分解為若乾個子問題，采用分層或迭代的方式逐一求解，降低辨識難度。 最優實驗設計： 研究如何設計最優的測試工況，以最大化參數辨識信息的獲取效率，減少測試時間和成本。 考慮動態環境因素： 開發能夠同時評估隨環境變化而變化的非綫性參數的方法。例如，構建能夠在綫估計和補償溫度依賴性非綫性參數的模型。 魯棒性評估： 評估所提參數評估方法在存在噪聲、模型不確定性等情況下的魯棒性。 4. 評估方法的驗證與性能分析： 仿真驗證： 構建高精度的激光陀螺和慣導係統仿真平颱，模擬各種非綫性效應，並利用提齣的評估方法進行參數辨識，與真實值進行對比。 實驗驗證： 在實際的激光陀螺和慣導係統硬件平颱上進行詳細的測試，采集不同工況下的數據，並應用提齣的評估方法進行參數辨識，分析評估結果的準確性和可靠性。 性能指標體係： 建立一套全麵的性能指標體係，用於量化非綫性模型參數評估的精度、效率和魯棒性，並與現有方法進行橫嚮對比。 預期貢獻與應用前景： 本書的預期貢獻在於： 理論層麵： 豐富和發展瞭慣性導航係統非綫性建模與參數辨識的理論體係，為理解和解決激光陀螺的非綫性問題提供瞭新的理論視角。 技術層麵： 提齣瞭一套實用、有效的非綫性模型參數評估方法，為提高高精度激光陀螺慣導係統的精度和可靠性提供瞭關鍵技術支撐。 應用層麵： 研究成果可直接應用於航空航天器、高精度無人平颱、高動態目標跟蹤、深海探測、大地測量等對慣導係統精度有嚴苛要求的領域，顯著提升其導航、製導和控製性能。 本書結構概覽（章節劃分僅為示例，具體以成書為準）： 第一章 引言 慣性導航係統及其發展現狀 激光陀螺的技術優勢與應用領域 高精度慣導係統麵臨的非綫性挑戰 本書的研究意義、目標與內容安排 第二章 激光陀螺工作原理與非綫性模型基礎 Sagnac效應及其理想化模型 實際激光陀螺輸齣特性分析（光反饋、腔損耗、諧振等） 主要的非綫性誤差源及其機理 經典激光陀螺非綫性模型綜述 第三章 慣導係統集成模型與非綫性耦閤分析 多軸慣導係統結構與標稱模型 陀螺與陀螺、陀螺與加速度計之間的非綫性耦閤 運動狀態與環境因素對非綫性的影響 非綫性濾波在慣導係統中的作用與挑戰 第四章 非綫性模型參數的高精度辨識方法 傳統參數辨識方法的局限性 基於統計建模與信號處理的辨識技術 基於機器學習與深度學習的非綫性模型參數辨識 組閤辨識策略與模型優化 動態環境因素下的參數辨識 第五章 參數評估方法的實驗設計與數據采集 高精度測試平颱搭建與要求 最優實驗工況設計原則 關鍵測試參數的控製與測量 不同工況下的數據采集與預處理 第六章 提齣的參數評估方法的仿真與實驗驗證 仿真平颱搭建與驗證方案 仿真結果分析與參數評估精度評估 實際硬件平颱測試與數據分析 提齣的方法與現有方法的性能對比 第七章 結論與展望 主要研究成果總結 研究的局限性與未來研究方嚮 對高精度慣導係統發展的啓示 本書的齣版，將為相關領域的科研人員、工程師以及研究生提供一本具有高度學術價值和實踐指導意義的參考書，推動高精度激光陀螺慣導係統嚮更高精度、更可靠的方嚮發展。

評分☆☆☆☆☆

作者的敘述風格呈現齣一種獨特的沉穩與自信，仿佛一位經驗豐富的導師在與求知若渴的學生進行一對一的交流。他的語言簡潔有力，避免瞭不必要的學術腔調和冗餘的形容詞，使得信息傳遞的效率極高。然而，這種簡潔並不意味著犧牲深度，相反，它要求讀者必須保持高度的專注，因為每一個句子都可能承載著重要的信息負載。我發現作者在處理關鍵概念時，常常會采用類比或比喻的手法來闡明其核心思想，這極大地降低瞭理解門檻，尤其是在解釋那些涉及高維空間或時間序列的復雜動態過程時，效果尤為顯著。這種敘事上的平衡感——既保持瞭學術的嚴謹性，又不失教學的親和力——是這本書最難能可貴的一點。它使得學習過程變成瞭一種享受，而不是一場枯燥的知識灌輸，真正體現瞭知識傳遞的藝術。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度令人印象深刻，它不僅僅停留在對現有方法的簡單羅列和對比上，而是深入挖掘瞭其背後的數學本質和物理機理。作者似乎對該領域的所有主流和邊緣理論都有著深刻的洞察力，能夠將看似分散的知識點編織成一張嚴密的知識網絡。我特彆欣賞其中對於模型不確定性來源的係統性剖析，這種剖析的細緻程度超齣瞭我預期的範圍，它幫助我重新審視瞭過去在實際工程中遇到的種種“怪異”現象。特彆是關於非綫性特徵如何影響參數估計穩定性的論述，邏輯推演嚴謹，每一步的論證都建立在紮實的數學基礎之上，讓讀者不得不信服。閱讀過程中，我不得不頻繁地停下來查閱一些基礎概念的定義，但這並非因為作者的錶達晦澀，而是其內容本身的密度過高，需要時間來消化和反芻。對於有誌於在該方嚮進行深入研究的學者而言，這本書無疑是構建堅實理論框架的基石，它提供的視角是前沿且具有啓發性的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常考究，封麵采用瞭啞光處理，觸感細膩，中央的燙金字體在燈光下泛著低調而專業的光澤。初次翻閱時，我注意到其排版布局極為清晰，圖錶和公式的編排邏輯性強，使得即便是麵對復雜的技術內容，閱讀起來也不會感到迷失。紙張的質量上乘，保證瞭長時間閱讀後眼睛的舒適度，這對於一本技術專著來說至關重要。從整體的製作工藝來看，齣版方在細節上的把控體現瞭對該領域學術成果的尊重，給人一種沉甸甸的專業感。這本書的定價雖然不算低廉，但考慮到其內容的深度和製作的精良程度，我覺得是非常物有所值的，它更像是一件可以長期珍藏的工具書，而非轉瞬即逝的快消品。我特彆欣賞作者在章節過渡時所做的簡短總結，它們像是導航燈塔，幫助讀者隨時校準自己的理解路徑，確保每一步都踏在瞭堅實的理論基礎上。這本書的齣現，無疑為相關領域的研究人員提供瞭一個高質量的學習載體，提升瞭閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻部分做得非常詳盡和專業，這反映齣作者在梳理該領域研究脈絡時所投入的巨大心血。它不僅僅是一個簡單的列錶，更像是作者為讀者精心繪製的一張“知識演化地圖”。通過閱讀參考文獻的引述方嚮，我可以清晰地看到作者是如何從曆史上的經典理論逐步發展到當前前沿方法的，這對於想要進行文獻綜述或擴展研究方嚮的讀者來說，具有不可替代的參考價值。此外，這本書在章節結尾處設置的“進一步閱讀建議”欄目，也體現瞭作者樂於分享和引導讀者的態度。這些建議往往指嚮一些尚未被充分討論或更具爭議性的研究熱點，成功地激發瞭我探索更多未知領域的興趣。總而言之，這本書不僅是知識的集閤體，更是一份高質量的研究導覽，它教會瞭我如何去學習和探索這個專業領域，而不僅僅是告訴瞭我應該知道什麼。

評分☆☆☆☆☆

這本書在方法的實用性和可操作性方麵展現齣瞭極高的水準。很多技術書籍往往在理論上宏大敘事，但在實際操作中卻顯得空泛無力，但這本書顯然避免瞭這種陷阱。作者非常注重將復雜的數學模型與實際傳感器的工作特性和環境約束相結閤，使得提齣的評估方法不僅在理論上完美，在工程實現上也具有極強的可行性。我尤其關注瞭其中關於數值求解穩定性的討論部分，作者不僅指齣瞭可能遇到的數值病態問題，還提供瞭切實可行的預處理和迭代策略，這對於實際係統調試的人員來說，簡直是福音。書中穿插的仿真案例分析直觀地展示瞭不同評估策略在真實數據場景下的錶現差異，這種“眼見為實”的呈現方式，極大地增強瞭讀者的信心。它成功地架起瞭理論與工程實踐之間的橋梁，讓高深莫測的算法變得觸手可及，為工程應用指明瞭清晰的方嚮。