Schuler oscillation damping is one of the key technologies to improve the long-term precision of inertial navigation systems (INSs). Generally, a ship introduces the reference velocity to work on the external horizontal damping status to avoid the effects caused by maneuvers. However, the navigation accuracy is sensitive to the reference velocity error which will be affected by sea conditions and the ship’s maneuver. It is necessary to adjust the damping status dynamically as the change of the reference velocity error to ensure the accuracy and stability of INS. To address this problem, a novel variable damping system based on the variation of the reference velocity error is designed in this paper. First of all, this proposed method switched the damping status according to the variation of the reference velocity error in a certain period of time based on the principle of window detection. In addition, this paper designed a fuzzy controller to avoid the overshoot caused by the frequent switching of the damping status. What is more, a method of overshoot suppression was applied in this system. Simulation experiments were conducted to validate the theoretical analysis and the effectiveness of this method. Compared with the undamping system, constant damping system, and traditional variable damping system, the simulation results verified that the designed variable damping system can attenuate the system error caused by reference velocity error most effectively, thus improving the navigation accuracy of INS.

中文翻译：

---

基于参考速度误差变化的船舶可变阻尼惯性设计

舒勒振动阻尼是提高惯性导航系统（INSs）长期精度的关键技术之一。通常，船舶会引入参考速度来对外部水平阻尼状态进行操作，以避免操纵带来的影响。但是，导航精度对参考速度误差很敏感，参考速度误差会受到海况和船舶操纵的影响。必须随着参考速度误差的变化动态调整阻尼状态，以确保INS的精度和稳定性。为了解决这个问题，本文设计了一种基于参考速度误差变化的新型可变阻尼系统。首先，该方法基于窗口检测原理，在一定的时间内根据参考速度误差的变化来切换阻尼状态。另外，本文设计了一种模糊控制器来避免由于阻尼状态的频繁切换而引起的过冲。此外，在该系统中采用了一种抑制过冲的方法。通过仿真实验验证了该方法的理论分析和有效性。仿真结果表明，与无阻尼系统，恒定阻尼系统和传统的可变阻尼系统相比，所设计的可变阻尼系统能够最有效地衰减参考速度误差引起的系统误差，从而提高了惯导系统的导航精度。另外，本文设计了一种模糊控制器来避免由于阻尼状态的频繁切换而引起的过冲。此外，在该系统中采用了一种抑制过冲的方法。通过仿真实验验证了该方法的理论分析和有效性。仿真结果表明，与无阻尼系统，恒定阻尼系统和传统的可变阻尼系统相比，所设计的可变阻尼系统能够最有效地衰减参考速度误差引起的系统误差，从而提高了惯导系统的导航精度。另外，本文设计了一种模糊控制器来避免由于阻尼状态的频繁切换而引起的过冲。此外，在该系统中采用了一种抑制过冲的方法。通过仿真实验验证了该方法的理论分析和有效性。仿真结果表明，与无阻尼系统，恒定阻尼系统和传统的可变阻尼系统相比，所设计的可变阻尼系统能够最有效地衰减参考速度误差引起的系统误差，从而提高了惯导系统的导航精度。通过仿真实验验证了该方法的理论分析和有效性。仿真结果表明，与无阻尼系统，恒定阻尼系统和传统的可变阻尼系统相比，所设计的可变阻尼系统能够最有效地衰减参考速度误差引起的系统误差，从而提高了惯导系统的导航精度。通过仿真实验验证了该方法的理论分析和有效性。仿真结果表明，与无阻尼系统，恒定阻尼系统和传统的可变阻尼系统相比，所设计的可变阻尼系统能够最有效地衰减参考速度误差引起的系统误差，从而提高了惯导系统的导航精度。