留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

采用UKF的光学捷联导引头刻度尺误差补偿方法

宗睿,  林德福,  刘泰然,  兰玲

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2014 >  43(11): 3577-3584
宗睿, 林德福, 刘泰然, 兰玲. 采用UKF的光学捷联导引头刻度尺误差补偿方法[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3577-3584.
引用本文: 宗睿, 林德福, 刘泰然, 兰玲. 采用UKF的光学捷联导引头刻度尺误差补偿方法[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3577-3584.
shu
Zong Rui, Lin Defu, Liu Tairan, Lan Ling. Compensation method for scale error of optical strapdown seeker using UKF[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(11): 3577-3584.
Citation: Zong Rui, Lin Defu, Liu Tairan, Lan Ling. Compensation method for scale error of optical strapdown seeker using UKF[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(11): 3577-3584.
shu

采用UKF的光学捷联导引头刻度尺误差补偿方法

  • 1.

    北京理工大学 宇航学院,北京 100081;

  • 2.

    北京理工大学 信息与电子学院,北京 100081;

  • 3.

    北京航天新风机械设备有限责任公司,北京 100854

基金项目: 

国家自然科学基金(61172182)

详细信息
    作者简介:

    宗睿(1988-),男,博士生,主要从事飞行器总体、制导控制方面的研究.Email:zongrui1988@163.com

  • 中图分类号: TJ765.4

Compensation method for scale error of optical strapdown seeker using UKF

  • 1.

    School of Aerospace,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China;

  • 2.

    School of Information and Electronics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China;

  • 3.

    Beijing Xinfeng Machinery &Equipment Co.,Ltd. of China Aerospace Science &Industry Corp.,Beijing 100854,China

  • 摘要: 针对光学捷联导引头刻度尺误差带来的隔离度问题,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的刻度尺误差实时补偿方法.分析了刻度尺误差引起隔离度问题的机理,由弹目相对运动方程以及光学捷联导引头量测方程建立了考虑刻度尺误差影响的非线性滤波模型,采用UKF滤波算法,对刻度尺系数进行估计,并用所提出的补偿方法进行实时补偿,最后进行了数学仿真及半实物仿真验证.仿真结果表明:所提方法能够有效地估计出刻度尺系数,经补偿后改善了系统的稳定性,同时提高了制导精度.
    Abstract: Aiming at solving the disturbance rejection rate problem produced by scale error of optical strapdown seeker, a real time compensation method for scale error based on Unscented Kalman Filter(UKF) was proposed. The mechanism of disturbance rejection rate caused by scale error was analyzed, and the nonlinear filter model considering scale error was built by missile-target relative motion equation and optical strapdown seeker measurement equation, the UKF algorithm was adopted to estimate scale factors, and the scale errors were compensated by the method proposed, finally a math simulation and a hardware-in-loop simulation were put forward. The simulation results indicate that the scale factors can be estimated effectively by the method, and both of missile system stability and guidance accuracy are improved after the compensation.
  • [1] Yin Shengli, Jia Hongguang, Zhang Yue, et al. Semi-strapdown stabilization of optical imaging seeker[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(1): 129-132. (in Chinese)
    [2]
    [3]
    [4] Zhang Yue, Liu Bo, Yin Shengli. Strapdown optical seeker: stabilization, tracking principle and system simulation[J]. Optics and Precision Engineering, 2008, 16(10): 1942-1948. (in Chinese)
    [5] Su Shenbang. Technology of strapdown guidance and the development in foreign countries[J]. Aeroweapon, 1994(2): 45-50. (in Chinese)
    [6]
    [7]
    [8] Li Hui, Wu Junhui, Zhu Zhen, et al. Analysis and simulation of stabilization and tracking principle for rate gyroscope laser seeker[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(7): 1337-1341. (in Chinese)
    [9] Nesline F. William, Zarchan P. Line of sight reconstruction for faster homing guidance[J]. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 1985, 8(1): 3-8. (in Chinese)
    [10]
    [11]
    [12] Zhang Yingchun, Li Jingjing, Li Huayi. Line of sight rate estimation of strapdown imaging seeker based on particle filter[C]//ISSCAA, 2010: 191-195.
    [13]
    [14] Kim D, Ryoo C, Kim Y, et al. Guidance and control for missiles with a strapdown seeker [C]//Proc of the 11th International Conference on Control, Automation and Systems, 2011: 969-972.
    [15] Savage P. Strapdown sculling algorithm design for sensor dynamics amplitude and phase-shift error[J]. Journal of Guidance Control and Dynamics, 2012, 35(6): 1718-1729.
    [16]
    [17]
    [18] Ehrich R D, Vergez L P. Strapdown seeker technology for the terminal guidance of tactical weapons[R]. AD-A092606, 1980.
    [19]
    [20] Li Fugui, Xia Qunli, Qi Zaikang, et al. Effect of parasitic loop on strap-down seeker and compensated with identification method[J]. Systems Engineering and Electronics, 2013, 35(8): 1717-1722. (in Chinese)
    [21] Zarchan P. Tactical and Strategic Missile Guidance[M]. 5th ed. Virginia: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2007.
    [22]
    [23] Pini G, Jeremy K. Improving missile guidance performance by in-flight two-step nonlinear estimation of radome aberration[J]. IEEE Transactions on Control System Technology, 2004, 12(4): 532-541.
    [24]
    [25] Qin Yongyuan, Zhang Hongyue, Wang Shuhua. Kalman Filter and Integrated Navigation Theory[M]. Xi'an: Northwestern Polytechnical University Press, 2012. (in Chinese)
  • [1] 宋敏敏, 赫崇域, 吉亚平, 周泽亚, 桑学仪, 李建, 刘明娜.  中长波双色目标和干扰模拟仿真技术 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210208-1-20210208-8. doi: 10.3788/IRLA20210208
    [2] 甘霖, 李慧, 刘艳芳, 赵宏鹏.  激光制导武器半实物仿真系统弹目视线建模与验证 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1106002-1106002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1106002
    [3] 赵宏鹏, 甘霖, 殷瑞光, 郭豪, 梁巍巍.  激光制导武器半实物仿真中激光能量模拟误差研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006005-1006005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1006005
    [4] 陈开伟, 温求遒, 夏群利.  半捷联导引头混合自抗扰控制系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1131001-1131001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1131001
    [5] 宋敏敏, 唐善军, 王碧云, 吕弢, 付晓海.  MOS电阻阵下红外诱饵模拟仿真 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 504002-0504002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0504002
    [6] 王伟, 纪毅, 石忠佼, 林德福, 林时尧.  基于扩展卡尔曼滤波器的捷联导引头刻度尺参数辨识 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 417003-0417003(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0417003
    [7] 赵世明, 孙致月.  红外制导半实物仿真系统误差分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 804004-0804004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0804004
    [8] 闫瑞东, 王荣兰, 刘四清, 龚建村.  基于数值轨道模型的轨道协方差演化分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(S2): 62-70. doi: 10.3788/IRLA201645.S229006
    [9] 胡欧磊, 王江, 王庆权, 林德福, 雷红波.  全捷联图像导引头隔离度辨识及其抑制技术应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1031001-1031001(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1031001
    [10] 张秋晨, 施蕊, 李卓.  激光成像目标模拟器建模方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 112-117.
    [11] 许家林, 王晓东, 李丙玉, 王鹤, 孙强.  基于DMD的红外场景模拟器图像数据传输和分割存储方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2622-2626.
    [12] 叶建森, 施蕊, 田义, 马强, 王欣, 李卓.  激光目标回波模拟器时域特性研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 471-476.
    [13] 范世鹏, 林德福, 路宇龙, 宗睿.  激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 394-397.
    [14] 范世鹏, 林德福, 路宇龙, 王广帅, 臧路尧.  激光导引头跟踪回路的设计与半实物仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3603-3607.
    [15] 郭淑霞, 董中要, 高颖.  卫星导航接收端抗干扰性能测试平台构建方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2150-2155.
    [16] 孙高, 朱明超, 刘慧, 贾宏光.  半捷联导引头光轴稳定性 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 489-494.
    [17] 范世鹏, 林德福, 王靳然, 王伟.  激光制导武器半实物仿真的误差分析与校正 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 904-908.
    [18] 高阳, 雷杰, 虞红, 刘扬, 刘继桥.  半实物仿真中的高精度激光回波模拟技术 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 196-199.
    [19] 訚胜利, 明宝印, 高慧斌, 王涛.  误差功率谱系数加权法在半捷联制导信息提取中的应用 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 211-217.
    [20] 马斌, 程正喜, 翟厚明, 郭中原, 刘强, 张学敏, 丁毅, 陈瑶.  国产电阻阵列技术的发展趋势 . 红外与激光工程, 2011, 40(12): 2314-2322.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  360
  • HTML全文浏览量:  51
  • PDF下载量:  148
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-13
  • 修回日期:  2014-04-14
  • 刊出日期:  2014-11-25

采用UKF的光学捷联导引头刻度尺误差补偿方法

  • 1. 北京理工大学 宇航学院,北京 100081;
  • 2. 北京理工大学 信息与电子学院,北京 100081;
  • 3. 北京航天新风机械设备有限责任公司,北京 100854
    • 作者简介:

    宗睿(1988-),男,博士生,主要从事飞行器总体、制导控制方面的研究.Email:zongrui1988@163.com

  • 收稿日期: 2014-03-13
  • 修回日期: 2014-04-14
  • 刊出日期: 2014-11-25
基金项目:

国家自然科学基金(61172182)

  • 中图分类号: TJ765.4

摘要: 针对光学捷联导引头刻度尺误差带来的隔离度问题,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的刻度尺误差实时补偿方法.分析了刻度尺误差引起隔离度问题的机理,由弹目相对运动方程以及光学捷联导引头量测方程建立了考虑刻度尺误差影响的非线性滤波模型,采用UKF滤波算法,对刻度尺系数进行估计,并用所提出的补偿方法进行实时补偿,最后进行了数学仿真及半实物仿真验证.仿真结果表明:所提方法能够有效地估计出刻度尺系数,经补偿后改善了系统的稳定性,同时提高了制导精度.

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计