[发明专利]一种传递对准滤波器稳定性分析方法及装置

说明书

本申请实施例提供了一种传递对准系统中滤波器稳定性分析方法及装置，用以提供一种从理论上分析传递对准系统滤波器的稳定性的方法，该方法包括：确定惯性导航系统的传递对准系统，其中，传递对准系统包含状态空间模型和滤波器模型；对所述传递对准系统进行线性分式变换，分离出标称系统和结构扰动，构建带扰动标准反馈系统；应用结构鲁棒性分析定理中的小增益定理，分析所述带扰动标准反馈系统的稳定性；将对所述带扰动标准反馈系统的稳定性分析结果，作为所述传递对准系统中滤波器的稳定性。在本申请实施例方案中，基于结构奇异值理论对传递对准系统的鲁棒稳定性及鲁棒性能进行了分析，为复杂动态环境下的传递对准滤波器的设计和改进提供了指导。

技术领域

本申请涉及惯性导航系统，尤其涉及一种传递对准滤波器稳定性分析方法及装置。

背景技术

惯性导航系统不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量，能够实现自主导航，其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下，因此，被广泛应用于军事和民用的自主的各个领域。惯性系统传递对准以精度高的主惯导信息为基准，通过比较主惯导与子惯导的输出信息，采用合适的滤波算法来得到子惯导的误差参数并对其进行补偿，从而估计失准角误差并消除其带来的影响。运动武器平台上惯导系统传递对准的性能决定着武器的战技效能，传递对准的性能表现为对准的精确性、快速性和抗扰动能力。

在不同动平台(如海、陆、空平台)和不同的机动情况(如匀速、加速或拐弯)下，由于外界扰动，系统模型存在不同程度的不确定性。此时，传递对准滤波器是否仍然能够保持一定的滤波精度，这就要求对滤波器的稳定性进行分析。实际工程应用中评价滤波器的鲁棒性往往是通过对准结果来判定的，缺乏理论基础，因此，从本质上分析传递对准系统滤波器的稳定性显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中评价滤波器的鲁棒性的评价缺乏理论基础的问题，本申请提供了一种分析传递对准系统滤波器的稳定性的方法及装置。

一种传递对准系统中滤波器稳定性分析方法，包括：

确定惯性导航系统的传递对准系统，其中，传递对准系统包含状态空间模型和滤波器模型；

对所述传递对准系统进行线性分式变换，分离出标称系统和结构扰动，构建带扰动标准反馈系统；

应用结构鲁棒性分析定理中的小增益定理，分析所述带扰动标准反馈系统的稳定性；

将对所述带扰动标准反馈系统的稳定性分析结果，作为所述传递对准系统中滤波器的稳定性。

一种传递对准系统中滤波器稳定性分析装置，包括：

确定单元，用于惯性导航系统的传递对准系统，其中，传递对准系统包含状态空间模型和滤波器模型；

构建单元，用于对所述传递对准系统进行线性分式变换，分离出标称系统和结构扰动，构建带扰动标准反馈系统；

分析单元，用于应用结构鲁棒性分析定理中的小增益定理，分析所述带扰动标准反馈系统的稳定性；

输出单元，用于将对所述带扰动标准反馈系统的稳定性分析结果，作为所述传递对准系统中滤波器的稳定性。

在本申请实施例的方案中，先通过对传递对准系统进行线性分式变换，构建带扰动的标准反馈系统，再基于结构奇异值方法中的线性分式变换对带有扰动的标准传递对准系统抽取系统的结构扰动，将系统化成标准反馈形式，采用鲁棒稳定性定理分析系统的鲁棒稳定性及鲁棒性能，为复杂动态环境下的传递对准滤波器的设计和改进提供了指导。

附图说明

图1为本申请实施例提供的传递对准系统中滤波器稳定性分析方法；

图2为本申请实施例提供的传递对准系统的状态空间模型和滤波器模型；

图3为本申请实施例提供的传递对准系统框架；