基于UKF的水下航行器IMU故障检测与诊断方法研究

作者：郭鑫; 刘小雄; 何启志; 高彦钊

来源：计算机测量与控制, 2019, 27(08): 30-39.

DOI：10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2019.08.007

• 无迹卡尔曼滤波
• 惯性测量单元
• 故障诊断

惯性测量单元(IMU)作为水下航行器导航系统关键传感器,其可靠性直接影响航行器的导航性能;为了提高IMU的容错能力,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的IMU故障诊断技术;首先根据水下航行器的动力学方程和导航系统特点,建立描述IMU故障与导航状态量关系的解析模型;接着基于UKF非线性滤波的特点,进行导航滤波解算,基于此,提出了解耦矩阵法以实现IMU的故障检测;并且根据无迹卡尔曼滤波器新息正交原理,提出了实时估计IMU故障的方法,从而完成水下航行器IMU故障的在线检测与诊断;最后,通过实际航行数据验证了所提出算法的有效性。

• 单位
  自动化学院; 西北工业大学