《慣性儀器測試與數據分析》是2012年國防工業出版社出版的圖書。
基本介紹
- ISBN:9787118083798
- 頁數:265
- 定價:38.00元
- 出版時間:2012-11
內容介紹,基本信息,目錄,
內容介紹
《慣性儀器測試與數據分析》比較系統和全面地介紹了陀螺儀、加速度計和慣導系統的測試原理以及典型的數據分析方法。全書內容可大致分為三個部分:①慣性器件測試部分,介紹了幾種常見慣性器件的工作原理和誤差建模、慣性器件測試的基本原理和方法以及實驗室中常用的慣性儀器測試設備;②數據分析部分,包括回歸分析、時間序列分析、頻譜分析、阿侖方差分析和隨機系統的Kalman濾波等方法;③慣導系統的標定技術部分,結合作者的部分科研成果,詳細介紹了捷聯慣導系統的標定模型、分立標定方法以及系統級標定方法。書後附有Matlab仿真程式可供參考,還有練習題可供讀者拓展學習或學生練習使用。本書可作為導航制導與控制、儀器儀表及相關專業的本科生、研究生的教學用書和參考書,也可供從事相關專業的科研和工程技術人員閱讀參考。
基本信息
書名慣性儀器測試與數據分析
書號978-7-118-08379-8
作者嚴恭敏等
出版時間2012年11月
譯者
版次1版1次
開本16
裝幀平裝
出版基金
頁數265
字數393
中圖分類TN965
叢書名
定價38.00
目錄
第1章概述1
1.1慣性器件簡介1
1.1.1陀螺儀2
1.1.2加速度計3
1.2慣性器件測試基本概念3
1.2.1慣性器件精度的含義3
1.2.2慣性器件的誤差模型4
1.2.3慣性器件的測試內容5
1.3課程主要內容與意義6
第2章陀螺儀和加速度計建模7
1.1慣性器件簡介1
1.1.1陀螺儀2
1.1.2加速度計3
1.2慣性器件測試基本概念3
1.2.1慣性器件精度的含義3
1.2.2慣性器件的誤差模型4
1.2.3慣性器件的測試內容5
1.3課程主要內容與意義6
第2章陀螺儀和加速度計建模7
2.1預備知識7
2.1.1標量、向量和變換矩陣的表示法7
2.1.2向量反對稱矩陣的概念與套用7
2.1.3兩直角坐標系之間的旋轉變換矩陣8
2.1.4比力與單位質量慣性力的概念11
2.1.5與剛體轉動有關的理論力學基本概念11
2.1.6彈性定律與彈性變形張量14
2.2單自由度轉子陀螺儀的靜態漂移誤差模型15
2.3單自由度轉子陀螺儀的動態漂移誤差模型18
2.4石英撓性擺式加速度計的輸入輸出模型21
2.5雷射陀螺儀及其主要誤差24
2.5.1薩格奈克效應24
2.5.2雷射陀螺儀的工作原理25
2.5.3閉鎖效應與抖動偏頻誤差27
2.6光纖陀螺儀及其溫度漂移誤差30
2.6.1干涉型光纖陀螺儀原理30
2.6.2Shupe溫度漂移誤差31
第3章慣性器件測試原理與方法34
3.1陀螺儀靜態漂移誤差的力矩反饋測試34
3.1.1極軸翻滾測試35
3.1.2地理坐標位置翻滾測試38
3.1.3固定位置綜合漂移測試39
3.2陀螺儀靜態漂移誤差的伺服轉台測試40
3.3加速度計的重力場翻滾測試41
3.3.1加速度計的安裝方式41
3.3.2測試方法與數據處理42
3.3.3測試中的安裝誤差分析44
2.1.1標量、向量和變換矩陣的表示法7
2.1.2向量反對稱矩陣的概念與套用7
2.1.3兩直角坐標系之間的旋轉變換矩陣8
2.1.4比力與單位質量慣性力的概念11
2.1.5與剛體轉動有關的理論力學基本概念11
2.1.6彈性定律與彈性變形張量14
2.2單自由度轉子陀螺儀的靜態漂移誤差模型15
2.3單自由度轉子陀螺儀的動態漂移誤差模型18
2.4石英撓性擺式加速度計的輸入輸出模型21
2.5雷射陀螺儀及其主要誤差24
2.5.1薩格奈克效應24
2.5.2雷射陀螺儀的工作原理25
2.5.3閉鎖效應與抖動偏頻誤差27
2.6光纖陀螺儀及其溫度漂移誤差30
2.6.1干涉型光纖陀螺儀原理30
2.6.2Shupe溫度漂移誤差31
第3章慣性器件測試原理與方法34
3.1陀螺儀靜態漂移誤差的力矩反饋測試34
3.1.1極軸翻滾測試35
3.1.2地理坐標位置翻滾測試38
3.1.3固定位置綜合漂移測試39
3.2陀螺儀靜態漂移誤差的伺服轉台測試40
3.3加速度計的重力場翻滾測試41
3.3.1加速度計的安裝方式41
3.3.2測試方法與數據處理42
3.3.3測試中的安裝誤差分析44
第4章慣性儀器測試設備47
4.1常用的測試設備47
4.1.1水平儀47
4.1.2平板48
4.1.3六面體夾具50
4.1.4分度頭50
4.1.5雙軸位置轉台51
4.1.6速率轉台53
4.1.7精密離心機55
4.1.8線振動台57
4.1.9溫度控制箱58
4.2試驗場地、方位與水平基準59
4.2.1試驗場地59
4.2.2方位基準60
4.2.3水平基準60
第5章回歸分析62
5.1一元線性回歸分析62
5.1.1數據列表、散點圖與樣本相關係數62
5.1.2線性回歸模型與最小二乘法64
5.1.3估計量的分布65
5.1.4平方和分解、判定係數及擬合優度67
5.1.5回歸方程的顯著性檢驗68
5.1.6回歸方程的預報與逆回歸問題71
5.1.7可直線化的曲線回歸72
5.2多元線性回歸分析72
5.3回歸分析在加速度計測試中的套用75
第6章時間序列分析78
6.1隨機過程基本概念78
6.1.1隨機向量78
6.1.2隨機過程與時間序列79
6.1.3平穩性與各態遍歷性81
6.2ARMA模型及其特點82
6.2.1ARMA(p,q)、MA(q)與AR(p)模型的定義82
6.2.2MA(q)模型特點84
6.2.3AR(p)模型特點85
6.2.4ARMA(p,q)模型特點91
6.3ARMA建模分析92
6.3.1時間序列的樣本統計特性92
6.3.2測試樣本的平穩化處理93
6.3.3ARMA建模94
第7章頻譜分析99
4.1常用的測試設備47
4.1.1水平儀47
4.1.2平板48
4.1.3六面體夾具50
4.1.4分度頭50
4.1.5雙軸位置轉台51
4.1.6速率轉台53
4.1.7精密離心機55
4.1.8線振動台57
4.1.9溫度控制箱58
4.2試驗場地、方位與水平基準59
4.2.1試驗場地59
4.2.2方位基準60
4.2.3水平基準60
第5章回歸分析62
5.1一元線性回歸分析62
5.1.1數據列表、散點圖與樣本相關係數62
5.1.2線性回歸模型與最小二乘法64
5.1.3估計量的分布65
5.1.4平方和分解、判定係數及擬合優度67
5.1.5回歸方程的顯著性檢驗68
5.1.6回歸方程的預報與逆回歸問題71
5.1.7可直線化的曲線回歸72
5.2多元線性回歸分析72
5.3回歸分析在加速度計測試中的套用75
第6章時間序列分析78
6.1隨機過程基本概念78
6.1.1隨機向量78
6.1.2隨機過程與時間序列79
6.1.3平穩性與各態遍歷性81
6.2ARMA模型及其特點82
6.2.1ARMA(p,q)、MA(q)與AR(p)模型的定義82
6.2.2MA(q)模型特點84
6.2.3AR(p)模型特點85
6.2.4ARMA(p,q)模型特點91
6.3ARMA建模分析92
6.3.1時間序列的樣本統計特性92
6.3.2測試樣本的平穩化處理93
6.3.3ARMA建模94
第7章頻譜分析99
7.1時間信號及其正交分解99
7.1.1信號分類99
7.1.2信號抽樣100
7.1.3正交函式與信號的正交分解101
7.2四種形式信號的傅立葉分析102
7.2.1連續時間周期信號的傅立葉級數(FS)103
7.2.2連續時間信號的傅立葉變換(CTFT)106
7.2.3離散時間信號的傅立葉變換(DTFT)109
7.2.4離散時間周期信號的傅立葉級數(DFS)111
7.1.1信號分類99
7.1.2信號抽樣100
7.1.3正交函式與信號的正交分解101
7.2四種形式信號的傅立葉分析102
7.2.1連續時間周期信號的傅立葉級數(FS)103
7.2.2連續時間信號的傅立葉變換(CTFT)106
7.2.3離散時間信號的傅立葉變換(DTFT)109
7.2.4離散時間周期信號的傅立葉級數(DFS)111
7.2.5四種傅立葉分析小結113
7.3離散傅立葉變換115
7.3.1離散傅立葉變換(DFT)115
7.3.2各種傅立葉分析中頻域與實際信號頻率之間的對應關係117
7.4功率譜及其估計119
7.4.1功率譜的概念119
7.4.2功率譜估計121
7.4.3頻譜分析方法小結124
第8章阿侖(Allan)方差分析12
5
8.1功率譜的冪律模型125
8.1.1連續時間白噪聲模型125
8.1.2白噪聲的隨機微積分126
8.1.3冪律譜模型128
8.2頻率穩定度測量和Allan方差概念130
8.2.1頻域測量間接法130
8.2.2時域測量經典方差法131
8.2.3時域測量Allan方差法133
8.3陀螺隨機漂移誤差的Allan方差分析136
8.3.1各種噪聲源及其Allan方差136
8.3.2Allan方差分析方法142
8.3.3Allan方差分析舉例與套用145
8.3.4各種數據分析方法比較147
第9章隨機系統的仿真與濾波1
48
9.1連續時間隨機系統的離散化148
9.1.1隨機系統的離散化方法148
9.1.2幾種典型隨機過程的離散化分析151
9.2白噪聲的觀測和採樣154
9.3線性系統的Kalman濾波157
9.3.1最優加權平均估計158
7.3離散傅立葉變換115
7.3.1離散傅立葉變換(DFT)115
7.3.2各種傅立葉分析中頻域與實際信號頻率之間的對應關係117
7.4功率譜及其估計119
7.4.1功率譜的概念119
7.4.2功率譜估計121
7.4.3頻譜分析方法小結124
第8章阿侖(Allan)方差分析12
5
8.1功率譜的冪律模型125
8.1.1連續時間白噪聲模型125
8.1.2白噪聲的隨機微積分126
8.1.3冪律譜模型128
8.2頻率穩定度測量和Allan方差概念130
8.2.1頻域測量間接法130
8.2.2時域測量經典方差法131
8.2.3時域測量Allan方差法133
8.3陀螺隨機漂移誤差的Allan方差分析136
8.3.1各種噪聲源及其Allan方差136
8.3.2Allan方差分析方法142
8.3.3Allan方差分析舉例與套用145
8.3.4各種數據分析方法比較147
第9章隨機系統的仿真與濾波1
48
9.1連續時間隨機系統的離散化148
9.1.1隨機系統的離散化方法148
9.1.2幾種典型隨機過程的離散化分析151
9.2白噪聲的觀測和採樣154
9.3線性系統的Kalman濾波157
9.3.1最優加權平均估計158
9.3.2標量Kalman濾波159
9.3.3向量Kalman濾波165
9.3.4遺忘濾波169
9.3.5仿真舉例170
9.4自適應Kalman濾波172
9.4.1SageHusa自適應Kalman濾波(SHAKF)172
9.4.2指數漸消記憶SHAKF176
9.4.3基於Allan方差的量測噪聲方差自適應算法17
8
9.4.4仿真舉例178
9.5非線性系統的EKF濾波180
9.5.1雅可比矩陣180
9.5.2EKF濾波181
9.5.3直接濾波與間接濾波182
9.5.4仿真舉例185
9.6非線性系統的UKF濾波187
9.6.1蒙特卡洛仿真187
9.6.2UT變換189
9.6.3UKF濾波192
9.3.3向量Kalman濾波165
9.3.4遺忘濾波169
9.3.5仿真舉例170
9.4自適應Kalman濾波172
9.4.1SageHusa自適應Kalman濾波(SHAKF)172
9.4.2指數漸消記憶SHAKF176
9.4.3基於Allan方差的量測噪聲方差自適應算法17
8
9.4.4仿真舉例178
9.5非線性系統的EKF濾波180
9.5.1雅可比矩陣180
9.5.2EKF濾波181
9.5.3直接濾波與間接濾波182
9.5.4仿真舉例185
9.6非線性系統的UKF濾波187
9.6.1蒙特卡洛仿真187
9.6.2UT變換189
9.6.3UKF濾波192
第10章慣性導航系統的標定技術196
10.1直角坐標系、斜坐標系及相互投影變換關係196
10.1.1簡單的二維平面情形196
10.1.2三維空間情形198
10.2陀螺和加速度計的標定模型199
10.2.1加速度計線性標定模型199
10.2.2加速度計二次非線性標定模型200
10.2.3考慮失準角的加速度計標定模型201
10.2.4考慮桿臂的加速度計標定模型202
10.2.5考慮動態誤差的加速度計標定模型203
10.2.6陀螺標定模型203
10.3SIMU的實驗室標定方法204
10.3.1SIMU的安裝204
10.3.2標定與數據處理205
10.3.3標定舉例209
10.4利用低精度轉台實現SIMU的精確標定212
10.4.1粗略標定及標定誤差模型212
10.4.2標定誤差量測模型214
10.4.3標定誤差分離過程216
10.4.4陀螺常值漂移的精確標定220
10.4.5幾點補充說明221
10.5平台慣導系統的自標定222
10.5.1平台慣導基本導航算法及靜基座誤差模型22
2
10.5.2平台調平原理與方位誤差角估計223
10.5.3平台慣導系統的自標定方法225
10.1直角坐標系、斜坐標系及相互投影變換關係196
10.1.1簡單的二維平面情形196
10.1.2三維空間情形198
10.2陀螺和加速度計的標定模型199
10.2.1加速度計線性標定模型199
10.2.2加速度計二次非線性標定模型200
10.2.3考慮失準角的加速度計標定模型201
10.2.4考慮桿臂的加速度計標定模型202
10.2.5考慮動態誤差的加速度計標定模型203
10.2.6陀螺標定模型203
10.3SIMU的實驗室標定方法204
10.3.1SIMU的安裝204
10.3.2標定與數據處理205
10.3.3標定舉例209
10.4利用低精度轉台實現SIMU的精確標定212
10.4.1粗略標定及標定誤差模型212
10.4.2標定誤差量測模型214
10.4.3標定誤差分離過程216
10.4.4陀螺常值漂移的精確標定220
10.4.5幾點補充說明221
10.5平台慣導系統的自標定222
10.5.1平台慣導基本導航算法及靜基座誤差模型22
2
10.5.2平台調平原理與方位誤差角估計223
10.5.3平台慣導系統的自標定方法225
附錄A諧波分析法230
附錄BF分布臨界值表233
附錄BF分布臨界值表233
附錄C靜基座下指北方位慣導系統的誤差分析236
附錄DMatlab仿真程式243
附錄E練習題255
參考文獻264"
附錄DMatlab仿真程式243
附錄E練習題255
參考文獻264"