采煤机捷联惯导定位中MEMS惯性器件误差补偿技术
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-14页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.0 MEMS惯性器件发展现状 | 第10-11页 |
| 1.2.1 确定误差补偿研究 | 第11页 |
| 1.2.2 误差补偿研究 | 第11-12页 |
| 1.3 研究内容与技术路线 | 第12-14页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第12-13页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第13-14页 |
| 2 采煤机捷联惯导定位技术方案 | 第14-26页 |
| 2.1 采煤机工作过程分析 | 第14-16页 |
| 2.1.1 采煤机截割工艺 | 第14页 |
| 2.1.2 采煤机的位姿应用 | 第14-16页 |
| 2.2 采煤机捷联惯导定位方法 | 第16-18页 |
| 2.2.1 基于捷联惯导采煤机位姿测量原理 | 第16-17页 |
| 2.2.2 捷联惯导应用理论基础 | 第17页 |
| 2.2.3 采煤机捷联惯导定位系统组成 | 第17-18页 |
| 2.3 捷联惯导定位基本算法 | 第18-24页 |
| 2.3.1 比力方程 | 第18-20页 |
| 2.3.2 初始对准 | 第20-21页 |
| 2.3.3 姿态解算 | 第21-22页 |
| 2.3.4 速度更新算法 | 第22-23页 |
| 2.3.5 位置更新算法 | 第23-24页 |
| 2.4 采煤机捷联惯导定位误差分析 | 第24-25页 |
| 2.5 本章小结 | 第25-26页 |
| 3 MEMS惯性器件误差补偿模型建立 | 第26-39页 |
| 3.1 MEMS惯性器件误差分析 | 第26-28页 |
| 3.1.1 零偏误差 | 第26页 |
| 3.1.2 刻度因数误差 | 第26-27页 |
| 3.1.3 安装误差 | 第27页 |
| 3.1.4 温度误差 | 第27-28页 |
| 3.2 测试方法及设备 | 第28-32页 |
| 3.2.1 加速度计重力场翻滚测试 | 第28-29页 |
| 3.2.2 陀螺仪动态旋转测试 | 第29-30页 |
| 3.2.3 测试设备 | 第30-32页 |
| 3.3 MEMS惯性器件误差模型建立 | 第32-35页 |
| 3.3.1 加速度计误差模型建立 | 第32-33页 |
| 3.3.2 陀螺仪误差模型建立 | 第33-34页 |
| 3.3.3 模型参数求解 | 第34-35页 |
| 3.4 惯性器件误差补偿 | 第35-38页 |
| 3.4.1 加速度计误差补偿 | 第35-37页 |
| 3.4.2 陀螺仪误差补偿 | 第37-38页 |
| 3.5 本章小结 | 第38-39页 |
| 4 MEMS惯性器件随机漂移滤波 | 第39-54页 |
| 4.1 基于Allan方差的惯性器件噪声源分析 | 第39-41页 |
| 4.1.1 Allan方差基本原理 | 第39-40页 |
| 4.1.2 噪声源分析及Allan方差 | 第40-41页 |
| 4.2 数据预处理 | 第41-44页 |
| 4.2.1 零均值处理 | 第41-42页 |
| 4.2.2 去奇异值 | 第42页 |
| 4.2.3 去趋势项 | 第42-44页 |
| 4.3 随机数据检验 | 第44-45页 |
| 4.3.1 正态性检验 | 第44页 |
| 4.3.2 平稳性检验 | 第44-45页 |
| 4.4 时间序列建模 | 第45-48页 |
| 4.4.1 时间序列理论 | 第45-46页 |
| 4.4.2 时间序列模型 | 第46页 |
| 4.4.3 卡尔曼滤波原理 | 第46-48页 |
| 4.5 模型识别 | 第48-52页 |
| 4.5.1 模型选取 | 第48-50页 |
| 4.5.2 参数识别 | 第50页 |
| 4.5.3 模型建立 | 第50-51页 |
| 4.5.4 卡尔曼滤波器设计 | 第51页 |
| 4.5.5 滤波结果分析 | 第51-52页 |
| 4.6 本章小结 | 第52-54页 |
| 5 采煤机捷联惯导定位系统实验研究 | 第54-64页 |
| 5.1 采煤机捷联惯导定位平台设计 | 第54-56页 |
| 5.1.1 功能设计 | 第54-55页 |
| 5.1.2 界面布局设计 | 第55-56页 |
| 5.1.3 算法集成 | 第56页 |
| 5.2 实验平台搭建 | 第56-59页 |
| 5.2.1 MEMS惯性测量单元 | 第57-58页 |
| 5.2.2 全站仪 | 第58-59页 |
| 5.2.3 定位实验平台搭建 | 第59页 |
| 5.3 定位实验及结果分析 | 第59-63页 |
| 5.3.1 姿态角输出测试 | 第59-60页 |
| 5.3.2 姿态角动态测试 | 第60-62页 |
| 5.3.3 轨迹跟踪测试 | 第62页 |
| 5.3.4 结果分析 | 第62-63页 |
| 5.4 本章小结 | 第63-64页 |
| 6 结论与展望 | 第64-66页 |
| 6.1 结论 | 第64-65页 |
| 6.2 展望 | 第65-66页 |
| 致谢 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-71页 |
| 附录 攻读学位期间发表的学术成果 | 第71页 |
