基於機抖激光陀螺信號頻域特性的SINS動態誤差分析與補償算法研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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潘獻飛，吳文啓，吳美平 著

圖書標籤:

• SINS
• 慣性導航係統
• 機抖激光陀螺
• 誤差分析
• 動態誤差
• 補償算法
• 信號處理
• 頻域分析
• 陀螺儀
• 導航技術

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118101737

商品編碼：29711155514

包裝：平裝

齣版時間：2016-06-01

基本信息

書名:基於機抖激光陀螺信號頻域特性的SINS動態誤差分析與補償算法研究

：50.00元

售價：34.0元,便宜16.0元,摺扣68

作者:潘獻飛,吳文啓,吳美平

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2016-06-01

ISBN：9787118101737

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

內容提要

隨著國內激光陀螺水平的不斷提高，機抖激光陀螺捷聯慣導係統在國內慣性技術應用領域正日益受到重視，發揮越來越重要的作用。機抖陀螺特有的機械抖動特性，在消除陀螺鎖區的同時，也使捷聯係統具有一係列新的*為復雜的動態誤差特性，係統的優化設計與誤差補償研究具有尤其重要的理論和現實意義br/> 潘獻飛、吳文啓、吳美平所*的《基於機抖激光陀螺信號頻域特性的SINS動態誤差分析與補償算法研究》以機抖激光陀螺捷聯慣導係統為研究對象，提齣瞭捷聯係統的算法設計必須與係統的信號特性和應用環境相適應的思想，基於機抖激光陀螺在不同條件下的信號頻域特性，開展瞭捷聯慣導係統動態誤差與補償算法研究br/>

目錄

作者介紹

文摘

序言

《現代控製係統中的信號處理與濾波技術》 圖書簡介 本書深入探討瞭現代控製係統中信號處理與濾波技術的理論基礎、關鍵算法及其在實際工程中的應用。麵對日益復雜的係統環境和更高精度的性能要求，本研究聚焦於如何有效地從噪聲汙染的原始測量數據中提取有效信息，以實現對係統的精確建模、狀態估計與閉環控製。本書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從經典到現代的信號處理方法，並特彆強調瞭在動態不確定性與非綫性環境下的魯棒性設計。 第一部分：信號處理基礎與係統建模 本部分為全書的理論基石，旨在為讀者建立紮實的信號處理和係統辨識的數學框架。 第一章：測量信號的特性與噪聲模型 本章首先界定瞭控製係統中信號的物理意義與數學錶示，重點分析瞭傳感器輸齣信號中常見的幾種噪聲類型，包括白噪聲、有色噪聲（如1/f噪聲）、量化噪聲以及隨機漂移。詳細闡述瞭噪聲的統計學特性，如功率譜密度（PSD）的估計方法，為後續的濾波設計提供輸入依據。同時，探討瞭信號在傳輸和采集過程中可能發生的失真與畸變問題，引入瞭係統的頻率響應函數（FRF）概念來量化這些影響。 第二章：綫性時不變（LTI）係統的狀態空間錶示 係統建模是信號處理應用的前提。本章係統地迴顧瞭LTI係統的狀態空間描述方法，包括從微分方程到狀態空間方程的轉換。詳細推導瞭離散時間係統的狀態方程，並引入瞭係統矩陣的穩定性和可控性、可觀測性分析。著重討論瞭如何利用實驗數據（如階躍響應或脈衝響應）對係統模型參數進行辨識，特彆是最小二乘法在參數估計中的應用及誤差分析。 第三章：頻域分析與傅裏葉變換理論 本章深入剖析瞭信號的頻域特性。詳細闡述瞭連續時間傅裏葉變換（FT）和離散時間傅裏葉變換（DFT）的數學原理及其在信號分析中的地位。重點介紹瞭快速傅裏葉變換（FFT）的算法流程、計算復雜度以及實際應用中的柵欄效應（Scalloping Effect）和頻譜泄漏問題，並給齣瞭高效截斷和窗函數（如漢寜窗、海明窗）的選擇標準。此外，還探討瞭周期圖法在功率譜密度估計中的局限性，並引入瞭更平滑的譜估計方法。 第二部分：經典濾波理論與實現 本部分側重於經典濾波器的設計方法及其在信號去噪中的應用，強調理論與實踐的結閤。 第四章：經典模擬與數字濾波器設計 本章係統地介紹瞭IIR（無限脈衝響應）和FIR（有限脈衝響應）濾波器的基本結構和設計原則。對於IIR濾波器，詳細闡述瞭巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器的設計公式、通帶和阻帶的特性對比，以及從模擬原型到數字實現的雙綫性變換法。對於FIR濾波器，重點講解瞭窗函數法和頻率采樣法的原理，並對比瞭等波紋（Parks-McClellan）算法的優勢，指導讀者根據性能指標（如群延遲、衰減率）選擇閤適的濾波器類型。 第五章：維納濾波器的理論與優化 維納濾波器是綫性最優濾波的基石。本章從最小均方誤差（MMSE）準則齣發，推導齣連續時間與離散時間的維納濾波器的解。詳細分析瞭維納濾波器要求係統和噪聲模型完全已知的局限性，並通過實例展示瞭其在信道均衡和信號增強中的應用。著重討論瞭功率譜矩陣的估計在實際應用中的挑戰及其解決方案。 第六章：卡爾曼濾波（KF）的原理與擴展 卡爾曼濾波是現代狀態估計的核心工具。本章係統地推導瞭離散時間綫性係統的最優狀態估計器——卡爾曼濾波器。詳細分解瞭預測（時間更新）和校正（測量更新）兩個步驟的數學公式，並闡述瞭協方差矩陣在係統不確定性傳播中的關鍵作用。隨後，擴展討論瞭卡爾曼濾波在非綫性係統中的應用，包括擴展卡爾曼濾波器（EKF）的綫性化方法及其在高階非綫性係統中的收斂性問題。 第三部分：先進濾波與魯棒性設計 本部分聚焦於處理非綫性、大擾動環境下的高級濾波技術，提升係統的實時性和魯棒性。 第七章：無跡卡爾曼濾波（UKF）與容積卡爾曼濾波（CKF） 針對標準EKF綫性化引入的誤差，本章引入瞭基於采樣點的方法。詳細闡述瞭無跡變換（Unscented Transform）的原理，並構建瞭UKF的算法流程。與EKF相比，UKF無需計算雅可比矩陣，在處理強非綫性係統時展現齣更高的精度。同時，對基於Sigma點采樣方法的容積卡爾曼濾波（CKF）的理論基礎進行瞭介紹，並對比瞭UKF和CKF在不同非綫性程度下的性能差異。 第八章：魯棒性濾波：H-無窮濾波設計 在工程實際中，模型誤差和外部乾擾是不可避免的。本章引入瞭$mathcal{H}_{infty}$濾波理論，它不依賴於噪聲的統計特性，而是通過限製係統對所有有界輸入乾擾的敏感度來實現最優的“最壞情況”性能。詳細講解瞭 $mathcal{H}_{infty}$ 性能指標的定義、LMI（綫性矩陣不等式）求解方法，以及如何在狀態空間模型中設計齣具有保證性能的魯棒濾波器。 第九章：粒子濾波（PF）及其在復雜係統中的應用 針對係統模型高度非綫性或狀態分布高度非高斯（如混閤分布）的情況，本章深入研究瞭濛特卡洛方法——粒子濾波。詳細介紹瞭順序重要性重采樣（SIR）算法的步驟、權重更新機製，以及粒子貧化（Degeneracy）問題和有效的粒子退火策略。通過仿真實例，展示瞭PF在復雜運動軌跡跟蹤和高維狀態估計中的強大能力。 第四部分：算法集成與係統驗證 本書的最後一部分將理論與實際控製迴路相結閤，關注算法的工程實現與性能評估。 第十章：濾波器在閉環控製中的集成與時延分析 本章討論瞭將濾波算法嵌入到實時數字控製係統中的工程細節。重點分析瞭離散化誤差、計算資源約束對濾波性能的影響，以及濾波器引入的時間延遲對係統穩定性和控製性能（如超調量、暫態響應）的潛在損害。提齣瞭同步采樣與異步更新的策略，以最小化時延對控製迴路的影響。 第十一章：性能評估指標與仿真測試平颱 為瞭量化濾波器的效果，本章係統地總結瞭多種性能評估標準，包括均方誤差（MSE）、均方根誤差（RMSE）、穩態誤差、收斂速度等。詳細介紹瞭如何構建一個包含真實傳感器模型、噪聲注入和控製算法的綜閤仿真環境（例如基於MATLAB/Simulink或Python的定製化環境），用於對不同濾波算法進行公平、嚴格的性能對比測試。 第十二章：實際係統案例研究 本書以兩個實際控製係統案例作為總結：一是高動態機動平颱的速度與姿態估計，二是機電耦閤係統的振動抑製控製。通過這些案例，讀者可以清晰地看到如何根據係統特性（如綫性度、噪聲強度）選擇並優化閤適的信號處理與濾波策略，最終實現高精度的狀態估計和有效的係統控製。 本書適閤於控製工程、電子信息工程、航空航天工程及自動化專業的本科高年級學生、研究生以及從事相關領域的工程師和研究人員閱讀和參考。對讀者具有紮實的綫性代數和概率論基礎有一定要求。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注該領域發展的從業者，我常常感到市麵上的許多參考資料都略顯陳舊或過於偏重某一側麵。然而，這本書給我的感覺是前瞻性與實用性的完美結閤。它似乎並未迴避當前技術發展中存在的痛點和瓶頸，反而將其作為研究的切入點，力求給齣建設性的解決方案。那種務實的工作作風貫穿始終，從理論推導到仿真驗證，每一步都顯得腳踏實地。特彆是對於實際工程應用中可能遇到的各種乾擾因素的考量，考慮得尤為周全，這使得書中的方法論具有極強的可操作性。我尤其關注那些關於誤差抑製和性能提升的章節，作者提齣的思路與我目前遇到的實際挑戰高度契閤。可以說，這本書不僅僅是一本教材或專著，更像是一份凝聚瞭豐富實踐經驗的“技術寶典”，能夠切實幫助工程師解決難題，提升係統的整體可靠性和精度。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論深度上的挖掘確實令人印象深刻，它不僅僅停留在對現有技術的簡單羅列和描述，而是展現齣一種強烈的創新驅動力。作者似乎對該領域的前沿動態有著非常敏銳的洞察力，能夠將看似分散的研究點巧妙地串聯起來，構建齣一個完整且自洽的分析框架。我特彆欣賞其中對模型假設的謹慎討論，這體現瞭紮實的科學精神，沒有一味地追求模型的完美適用性，而是坦誠地指齣瞭其局限性，並探討瞭應對策略。這種批判性的思維方式，是真正推動技術進步的關鍵所在。閱讀過程中，我需要時不時地停下來，結閤自己已有的知識體係進行反芻和對比，纔能完全領會作者的深意。這本書的價值在於，它不僅提供瞭“是什麼”的答案，更重要的是解釋瞭“為什麼會這樣”和“我們還能怎麼做”，為後續的研究指明瞭方嚮，具有很高的學術參考價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版真是讓人眼前一亮，開本適中，紙張質量上乘，印刷清晰，閱讀體驗非常舒適。從拿到書的那一刻起，我就感覺這是一本經過精心打磨的學術著作。目錄結構設計得非常閤理，邏輯清晰地引導讀者進入主題。無論是對於初學者還是已經有一定基礎的研究人員來說，都能從中找到清晰的脈絡。作者在行文過程中，對關鍵概念的解釋深入淺齣，復雜的理論模型也能被條理分明地闡述清楚，這無疑大大降低瞭理解的門檻。尤其值得稱贊的是，書中大量的圖錶和公式推導都標注得非常精確，使得抽象的物理過程具象化。這種對細節的極緻追求，讓我對作者的專業素養深信不疑。整體來看，這本書在視覺呈現和內容組織上都達到瞭一個很高的水準，讓人在閱讀時倍感愉悅，也更有助於知識的吸收和消化。翻閱過程中，我多次被其中精妙的圖示所吸引，它們精準地捕捉瞭核心的物理現象，是理解復雜理論不可或缺的輔助工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格是那種非常嚴謹、不帶任何浮誇的學術敘事方式，讀起來讓人感到非常踏實。作者似乎在努力確保每一個論斷都有充分的數學或物理依據支撐，很少齣現“似乎”、“可能”這類模糊的詞匯，取而代之的是明確的證明和定量的分析。這種高度的確定性，對於需要進行嚴肅的工程設計和驗證的讀者來說，是極其寶貴的財富。我注意到作者在章節間的銜接處理得非常自然流暢，使得整個論證過程一氣嗬成，沒有絲毫的割裂感。它成功地將復雜的係統集成問題，拆解成瞭若乾個可獨立分析和優化的子模塊，這種結構化的處理方式極大地便利瞭讀者的學習和知識點的記憶。閱讀這本書的過程，仿佛進行瞭一次係統而深入的思維訓練，它不僅傳授瞭知識，更塑造瞭一種科學的、條分縷析的解決問題的態度。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我最初對這類專業性極強的技術書籍抱持著一種“能看懂多少算多少”的心態。但這本書齣乎意料地激發瞭我的求知欲。它在處理高難度概念時，展現齣一種令人贊嘆的耐心和清晰度。那些原本需要花費大量時間去查閱背景資料纔能理解的復雜公式，在這裏得到瞭充分的背景鋪墊和詳細的推導注釋。這種“手把手”式的教學氛圍，讓我在攻剋難關時沒有感到絲毫的孤立無援。它更像是一位經驗豐富的導師，循循善誘地引導你跨越知識的鴻溝。特彆是書中所呈現的多種對比分析場景，幫助我直觀地理解瞭不同算法在特定工況下的性能差異，這對於選擇最優解決方案至關重要。總而言之，這本書的閱讀體驗是積極且富有成效的，它成功地將晦澀的尖端技術轉化為瞭可學習、可掌握的知識體係，極大地提升瞭我的專業信心。