6.2.3 仿真试验

6.2.3 仿真试验

为了验证上述方法所得结论的正确性,这里将在以下三种机动方式下进行仿真对比。

(1)只有俯仰和横滚运动。

(2)只有偏航和横滚运动。

(3)同时进行俯仰、偏航和横滚运动。

其中俯仰和偏航以正弦规律运动,俯仰角频率为π/20,幅度为π/3;偏航角频率为π/20,幅度为π/2;横滚运动的角加速度为2°/s2,匀速旋转时角速度为6°/s。

设置滤波参数:初始纬度为30°,经度为180°,加速度计刻度系数误差为10-3/(P/g),陀螺刻度系数误差为10-3/(P/(")),杆臂r取[2 3 2]m,状态变量X的初值都为0。

建立状态空间模型,初始方差为

系统噪声协方差为

图6-1~图6-3分别为在以上三种机动方式下6个刻度系数误差的可观测度仿真结果,具体数值如表6-1所示。

图6-1 第一种机动方式下的参数可观测度

(a)状态变量δKax的奇异值;(b)状态变量δKay的奇异值;
(c)状态变量δKaz的奇异值;(d)状态变量δKgx的奇异值

图6-1 第一种机动方式下的参数可观测度(续)

(e)状态变量δKgy的奇异值;(f)状态变量δKgz的奇异值

图6-2 第二种机动方式下的参数可观测度

(a)状态变量δKax的奇异值;(b)状态变量δKay的奇异值;
(c)状态变量δKaz的奇异值;(d)状态变量δKgx的奇异值

图6-2 第二种机动方式下的参数可观测度(续)

(e)状态变量δKgy的奇异值;(f)状态变量δKgz的奇异值

图6-3 第三种机动方式下的参数可观测度

(a)状态变量δKax的奇异值;(b)状态变量δKay的奇异值;
(c)状态变量δKaz的奇异值;(d)状态变量δKgx的奇异值

图6-3 第三种机动方式下的参数可观测度(续)

(e)状态变量δKgy的奇异值;(f)状态变量δKgz的奇异值

从图6-1~图6-3和表6-1中可看出,在进行横滚加俯仰运动时,δKgz可观测度低;在进行横滚加偏航运动时,δKgx可观测度低;当3个方向都有角速度输入时,6个误差参数都可观测,而且部分参数的可观测度不同程度上都有增大。

表6-1 可观测度

图6-4~图6-6为三种机动方式下的6个刻度系数误差标定结果,仿真所得结果与逆向PWCS的机动方式设计方法的分析结论一致,说明了该分析方法的可行性。

图6-4 俯仰加横滚时加速度计(P/g)和陀螺[P/(")]刻度系数误差

(a)X加计刻系误差

图6-4 俯仰加横滚时加速度计(P/g)和陀螺[P/(")]刻度系数误差(续)

(b)Y加计刻系误差;(c)Z加计刻系误差;(d)X陀螺刻系误差;
(e)Y陀螺刻系误差;(f)Z陀螺刻系误差

图6-5 偏航加横滚时加速度计(P/g)和陀螺[P/(")]刻度系数误差

(a)X加计刻系误差;(b)Y加计刻系误差;(c)Z加计刻系误差;(d)X陀螺刻系误差

图6-5 偏航加横滚时加速度计(P/g)和陀螺[P/(")]刻度系数误差(续)

(e)Y陀螺刻系误差;(f)Z陀螺刻系误差

图6-6 偏航加俯仰加横滚时加速度计(P/g)和陀螺[P/(")]刻度系数误差

(a)X加计刻系误差;(b)Y加计刻系误差

图6-6 偏航加俯仰加横滚时加速度计(P/g)和陀螺[P/(")]刻度系数误差(续)

(c)Z加计刻系误差;(d)X陀螺刻系误差;(e)Y陀螺刻系误差;(f)Z陀螺刻系误差