基于频域分离算子的采煤机动基座SINS初始对准算法 论文

捷联惯导系统(SINS)是一种可用于煤矿井下采煤机定位的自主导航传感器。采煤机初始姿态角的确定作为导航定位的前提，后续导航的性能很大程度上取决于初始姿态矩阵的精确程度。采煤机截割煤壁时产生的剧烈震动会使得SINS敏感到高频噪声，高频噪声会严重降低传统动基座SINS初始对准的性能。为了克服煤矿环境下传统动基座SINS初始对准算法收敛速度慢及精度低等问题，提出一种基于频域分离算子的采煤机动基座初始对准算法。

根据采煤机的结构特点，运用质量块法构建采煤机截割煤壁时的动力学模型。在此基础上，利用MATLAB提供的基于Runge-Kutta变步长算法的Ode45函数分析和研究了采煤机截割煤壁时机身的运动状态，之后通过傅里叶变换将时域信息转化到频域，进而确定采煤机截割煤壁时机身的运动频率范围。详细信息和Ode45函数的应用可以参考基于集员滤波的SINS静基座初始对准.pdf。

其次，在传统动基座SINS初始对准算法的基础上，通过分析干扰加速度和采煤机截割煤壁时机身晃动的频率特点，进而引入频率分离算子的概念，并由此利用等纹波最佳逼近法精心设计了有限长单位冲激响应(FIR)低通滤波器，从而有效地抑制SINS敏感到的高频噪声。关于低通滤波器的设计和应用，可以进一步查看设计频域滤波器消除噪声和频域滤波器设计的相关内容。