三轴陀螺漂移测试转台台体动力学建模及控制系统设计

带宽的保证是三轴陀螺漂移测试转台（以下简称三轴转台）伺服系统设计的主要困难，从使用的角度出发，要求转台伺服系统有较大的带宽，以使三轴转台有较快的响应速度，对干扰有较强的抑制能力，提高三轴转台的跟踪精度，但一些客观因素使带宽指标受到限制，其中机械台体的谐振对带宽的影响是决定性的。本所讨论的三轴转台动力学模型，是三轴转台控制系统设计的依据。     

分离摆式积分陀螺加速度计外环摩擦试验研究

为分离摆式积分陀螺加速度计外环摩擦力,提出一种在高精度三轴转台上测试摆式积分陀螺加速度计的新试验方法。该试验采用三轴转台中环转动速度随动摆式积分陀螺加速度计外环进动角速度,从而分离仪表外环轴摩擦力的方案。为研究三轴转台存在的动不平衡对摆式积分陀螺加速度计测试试验的影响,建立了三轴转台的动不平衡模型,分析了三轴转台的动不平衡对转台定位精度的影响,并通过提高三轴转台的带宽和改变工作点来获得高的定位精度,消除三轴转台的动不平衡扰动影响,完成分离摆式积分陀螺加速度计的外环摩擦力的试验。通过对试验数据进行分析,得出外环摩擦力的存在影响了摆式积分陀螺加速度计精度,为进一步改进仪表结构以提高仪表的精度提供了试验研究基础。     

壳体旋转对由恒速磁场引起的漂移误差的调制作用

陀螺仪通过外加旋转磁场恒速时,如果磁场旋转轴与转子动量矩轴不重合,将产生干扰力矩引起自由转子陀螺仪的漂移误差。文中建立了壳体翻滚的运动坐标系,分析了静止坐标系、平台坐标系、壳体坐标系、光电传感器坐标系之间的运动关系;最后从理论上证明了壳体旋转对该项漂移误差的调制作用。分析结果对于研制静电陀螺仪壳体旋转系统具有一定的参考价值。     

空间稳定平台通用误差模型

自由转子陀螺是一种二自由度机电陀螺,其漂移特性可应用二次型漂移误差模型描述。从二次型漂移误差模型出发,推导了壳体翻滚条件下的调制平均漂移误差模型,并推广到空间稳定平台上工作的极轴陀螺和赤道陀螺;列写了二次型陀螺漂移误差模型驱动下的空间稳定平台标称运动方程;经过扰动线性化,求解出平台标称运动轨迹增量坐标的解析表达式;基于扰动线性化模型并考虑到加速度计测量误差,证明了观测变量为纬度误差、经度误差及冗余轴转角误差时,空间稳定平台运动方程的17项误差系数都是可辨识的;分析了该17项误差系数的估计精度与加速度计组合件测量误差的关系。仿真和实验结果表明本文提出的通用误差模型是有效的。     

三轴转台框架间动力学耦合及解耦研究

本文对三轴转台框架间的动力学耦合问题进行了分析和计算，并给出了三轴转台动力学一般方程。针对某型号转台，给出了它的动力学方程。根据逆系统理论证明了转台模型的可解耦性，并给出了解耦后的线性模型方程。     

有限元法在三轴转台机械系统设计中的应用

本文探讨了三轴转台机械系统的设计与计算问题，以惯性三轴测试转台和三轴模拟台为例，确定了多种运转状态下的有限元法计算模型，并对其进行了静、动态特性计算，比较分析了计算结果，为合理结构的设计提供了重要数据，说明了在三轴转台机械系统设计中有限元法的重要性     

三轴运动模拟转台的结构对称性与动力学计算

本文给出了三轴运动模拟转台动力学相互作用的计算公式，并讨论了它的结构对称性问题。     

速率偏频激光陀螺标定方法讨论

三轴整体式速率偏频激光陀螺由于总是绕其对称轴做等速率的正负旋转运动,通过传统的位置法和旋转法无法对用其构成的捷联式惯导系统进行标定。中讨论了速率偏频激光陀螺在系统中的精确标定方法,指出该方法需要特殊的转台设备,目前尚无法满足,因此提出了一种结合光学方法测量陀螺安装误差角。这种方法利用速率偏频转台自身的旋转角速率对陀螺刻度系数和常值漂移进行简易标定的方法,实验表明该方法可满足系统导航要求。     

基于Pro/E的三轴转台装配与运动学仿真

利用工程软件Pro／ENGINEER Wildfire对UUT型三轴转台进行了三维实体造型设计：以给定的装配序列为条件，在Pro／Animation环境中实现了转台各零部件的装配过程仿真：运用Pro／E的MDX模块，完成了给定运动条件下的转台运动学仿真，获取了反映被测试件运动情况的运动参数曲线，并对转台实施了干涉的动态检查。最后，将仿真过程中的动画输出并保存为多媒体视频文件，为转台设计方案的交流与评估以及转台产品的制造奠定基础。     

OUT型闭式三轴转台的结构设计

本文介绍了ＯＵＴ型闭式三轴转台的结构型式，具体讨论了各轴系的轴承布置、精度计算等设计问题，并分析、总结了该三轴转台的结构特点。     

正交弹性漂移补偿电路对平台航向效应漂移的补偿作用

分析了平台伺服电路零位和框架轴上干扰力矩引起其水平两轴航向效应漂移的机理,以及利用正交弹性漂移补偿电路减小此项航向效应漂移的机理,并通过试验测试表明此项航向效应漂移可达0.20(°)/h,采用正交弹性漂移补偿电路后可减小到原来的十分之一以内。     

再论惯导平台中的振动诱导漂移

本文研究了以减震器为中介的惯导平台的振动诱导漂移。此种漂移常值分量的大小是相当可观的，航向效应漂移比常值分量要小得多。对陀螺电机采用不同频率的电源供电，可消除此种漂移。     

三轴转台框架的形状优化设计

本文叙述了三轴转台四种不同的布局型式。提出了用Ｂｅｚｉｅｒ曲线和Ｆｏｕｒｉｅｒ级数描述三轴转台框架的形状，将形状优化设计问题转换为可用参数优化设计方法求解的形式。建立了ＯＵＴ型三轴转台外框架结构的形状优化设计数学模型，然后给出了用增广乘子法对问题进行求解的步骤     

即插即用式光纤陀螺/全站仪组合仪器常数标定方法

仪器常数标定是即插即用式光纤陀螺/全站仪组合定向技术的一个重要环节,其目的是标定出光纤陀螺敏感轴与全站仪水平度盘面平行时全站仪竖盘的读数。将全站仪与测试转台固连,并使全站仪竖轴与转台竖轴平行。利用测试转台的定速转动功能,在光纤陀螺敏感轴近似水平情况下,使转台带动光纤陀螺/全站仪组合装置分别做顺时针、逆时针定速转动,并每周采集陀螺输出数据偶数次。导出了计算光纤陀螺敏感轴与全站仪水平度盘面间夹角的公式,进而得到光纤陀螺敏感轴水平时的全站仪竖盘读数,并以此作为仪器常数。理论分析和实验测试均表明,利用市场上常见的测试转台,该参数标定精度可达5″以内。     

惯导平台陀螺安装误差角辨识的制约因素分析及对策

在惯导平台多位置静态测漂方案下,对陀螺安装误差角的辨识结果往往很不理想。本文通过分析陀螺误差角影响惯导平台漂移的机理,发现平台壳体的角速率是制约误差角辨识精度的主要因素。由此,在测漂过程中有针对性地引入了转台相对地面的角,速率。仿真结果显示,转台角速率的引入能使陀螺安装误差角的辨识精度得到明显的提高。     

三自由度气浮台自动平衡系统动力学建模

为了在地面模拟卫星的姿态运动,三自由度气浮台的回转中心应与重心重合,并且各轴与对应卫星各轴应具有相等的转动惯量,实现1∶1模拟,这样执行机构的控制力矩矢量与实际卫星相同;或两者的角加速度相一致,以模拟卫星在外层空间所受干扰力矩很小的力学环境.当重心相对于回转中心存在漂移时产生静态不平衡;主惯性轴相对于回转轴存在漂移时会产生动态不平衡.该文阐述了三自由度气浮台的平衡步骤以及手动平衡和自动平衡技术,推导了三自由度气浮台自动平衡动力学公式,并对平衡过程进行了数值仿真,仿真结果表明自动平衡调节可以使平台浮起部分的摆动周期延长至约1300 s.     

三轴飞行姿态仿真转台高性能指标及其实现

本文详细讨论了三轴飞行姿态仿真转台（三轴均由液压摆动马达驱动）的主要性能指标及影响它们的主要因素，在此基础上，给出了实现三轴飞行姿态仿真转台高性能指标的途径。同时，对三轴飞行姿态仿真转台中框架双液压马达同步驱动方案进行了探讨。     

三轴飞行模拟仿真转台的设计及控制问题研究

论述了三轴仿真转台的总体设计布局，驱动元件及控制方案等问题，分析了影响转台控制系统性能的因素并提出了相应的解决措施。最后，对转台最重要的指标之一低速问题进行了详细的探讨。     

用三轴转台减小陀螺加速度表输入失调角的试验研究

为了减小陀螺加速度表输入失调角，从理论上分析了陀螺加速度表输入失调角存在对陀螺加速度表测试精度的影响，提出了利用三轴转台设计减小陀螺加速度表输入失调角的试验方法。试验结果表明，利用三轴转台可以成功地将陀螺加速度表测试精度提高一个数量级。     

摇摆状态下捷联惯导系统初始对准技术的研究

研究了摇摆状态下捷联惯导系统的初始对准技术,提出了一种新的对准方案:将初始对准作为一种工作状态嵌入到导航解算中,利用姿态解算构建的“数学平台”来隔离基座的摇摆运动,同时采用二阶调平、方位误差估算方法完成初始对准。通过计算机仿真和三轴转台摇摆实验证明该方案可以有效实现摇摆状态下的对准。