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研究生： 陳柏宏
Chen, Po-Hung
論文名稱： H∞-濾波器在慣性導航系統誤差估測上之應用研究
A Study on Estimation of the Error Equations of Inertial Navigation System with H∞-filter
指導教授： 黃正能
Hwang, Cheng-Neng
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 系統及船舶機電工程學系
Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering
論文出版年： 2005
畢業學年度： 93
語文別： 中文
論文頁數： 72
中文關鍵詞： H-∞濾波器 、卡門濾波器 、捷聯式慣性導航
外文關鍵詞： H∞-filter, kalman filter, Strapdown Inertial Navigation System
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    • 捷聯式慣性導航系統是一個具有自主包容性、不受天候的影響及地理環境限制的導航系統。慣性導航系統本身含有加速規和陀螺儀，可以提供載具所有導航資料：包括位置、速度和姿態(縱搖、橫搖和偏航角)，其具有高度的穩定性和高精密度。

    　　本文對慣性導航系統之誤差方程式的狀態分別以卡門濾波器及H∞濾波器進行誤差估測，並進行比較。藉由各種不同雜訊干擾的輸入，以驗証H∞濾波器對不同雜訊干擾比卡門濾波器具有較佳的強建性。

    　　Strapdown Inertial Navigation System is an automatically operating guidance system, which has characteristics of high precision and high reliability in offering a complete information required in vehicle’s navigation regardless of weather conditions. It gives data showing vehicle’s headings ,velocities, and positions as well as the angles of vehicle’s pitch, roll and azimuth.

    　　In this research ,the kalman filter and H∞-filter are studied and used to simulate the error equations of the strapdown inertial navigation system respectively.A comparison between the above two filters is made for various noises and disturbances. The computer simulation results reveal that the H∞-filter is more robust in handling the various exogenous inputs other than the Gaussian white noise.

    中文摘要.......................................Ⅰ 英文摘要.......................................Ⅱ 誌謝...........................................Ⅲ 目錄...........................................Ⅳ 圖目錄.........................................Ⅶ 表目錄.........................................Ⅹ 符號說明............................................ XI 第一章、緒論..............................................1 1.1、前言.......................................1 1.2、文獻回顧...................................3 1.3、本文架構...................................3 第二章、卡門濾波器的推導........................4 2.1、前言.......................................4 2.2、卡門濾波器的分類...........................5 2.3、卡門濾波器原理.............................7 第三章、H∞控制理論............................15 3.1、前言......................................15 3.2、norm的定義................................15 3.3、H∞控制理論...............................18 3.4、H∞濾波器問題的求解.......................26 第四章、慣性導航系統基本計算法和運動方程式之建立.............................................28 4.1、各種座標系的定義..........................28 4.2、慣性導航系統運動方程式的推導..............30 4.3、姿態方程式的推導..........................33 4.3.1、方向餘弦矩陣............................33 4.3.2、尤拉角微分方程式........................36 4.3.3、四元數法................................39 4.4、位置方程式的推導..........................42 4.5、慣性導航系統方程式總結....................43 第五章、慣性導航系統誤差方程式的推導...........46 5.1、前言......................................46 5.2、導航誤差方程式的推導......................46 5.3、姿態誤差方程式的推導......................48 5.4、位置誤差方程式的推導......................52 5.5、誤差方程式總結............................52 第六章、電腦模擬...............................55 6.1、模擬......................................56 6.2、模擬結果分析..............................57 第七章、結論.................................. 69 參考文獻.......................................70 自述...........................................72

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    下載圖示 校內：2015-07-26公開
    校外：2015-07-26公開
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