静电陀螺监控器六次校准与赤道陀螺方位环随动性能关系分析

静电陀螺监控器可以全天候提供连续高精度的位置及航向信息,且不受天气制约。但是在低纬度海域静电陀螺监控器会出现六次校准频繁重置的现象,导致静电陀螺无法获得准确的漂移模型系数,进而影响到设备的正常工作。针对上述现象,通过分析设备结构和工作原理,构建了赤道陀螺随动性能数学模型,推导出赤道陀螺方位环随动速率与所在纬度相关性的计算方法,研究了六次校准重置与赤道陀螺随动性能的关系,提出了低纬度地区六次校准重置现象的规避方法。研究结果有效拓展了静电陀螺监控器的启动纬度范围,提高了设备应用效益。     

静电陀螺监控器海上“六次校”方法

为分析静电陀螺监控器无减速器随动系统复示误差对海上“六次校”的影响情况,找到“六次校”不能正常通过的原因及解决方法,通过对无减速器随动系统复示误差、陀螺仪高度角变化量以及方位角之间关系的理论分析,结合海上动态试验,探求了一种根据陀螺方位角适时调整航向,上、下陀螺分时进行“六次校”的方法.通过多次试验,证明在无减速器随动...     

静电陀螺监控器

本文介绍一种简化几何式惯性导航系统的静电陀螺监控器方案,这种简化几何式系统实质上是自由方位水平座标系和惯性座标系的组合。它和几何式惯性导航系统的主要差别是用静电陀螺取代经度和纬度陀螺,因此不能用几何关系直接测出载体经度,但可用计算方法求出。可用几何关系直接测出纬度,也可用计算方法同时求出经、纬度和航向。这种系统的主要优点是简化了结构,放宽了对静电陀螺仪体积的限制,而且系统的自对准和自校准也简便易行,并可实行全球航行。     

静电陀螺监控器锚泊启动方法

静电陀螺监控器在海上应急启动时,要求载体等纬度匀速直线航行,这种条件很难满足.为此,通过分析静电陀螺监控器的启动原理和方法,完成设备在锚泊条件下海上启动试验.试验结果表明,锚泊启动过程中采取适当措施可使静电陀螺监控器在动态条件下完成启动和标定,导航精度接近码头启动的指标要求.这可在系统应急启动情况下降低对舰船航行工况的要求,为静电陀螺监控器在不同航行状态下的海上启动提供借鉴.     

静电陀螺监测器中静电陀螺仪的漂移误差模型

本推导了静电陀螺仪转子动量矩的运动方程,根据此方程并应用向量场理论,将造成静电陀螺漂移的外部干扰力矩划分为守恒力矩和非守恒力矩两部分。按照进动规律,最终得到静电陀螺监控器中陀螺仪漂移误差模型的全量形式。     

硅微机械陀螺仪的新进展及其方案分析

介绍了国外硅微机械陀螺仪的新进展，综述了梳状驱动振动陀螺仪、压电棒式振动陀螺仪、电磁驱动音叉陀螺仪、振环陀螺仪、静电悬浮转于陀螺仗和微机械加速度计陀螺仪的结构、原理及性能。关键词     

静电陀螺监控器几种启动模式比较及应用分析

静电陀螺监控器可以全天候提供连续高精度的位置及航向信息,其工作不受天气制约。该设备有码头启动和海上应急启动两种启动模式,海上应急启动根据载体所处的航行工况分为锚泊启动、漂航启动、等纬度航行启动三种模式。该设备启动流程较为复杂,分为陀螺对准、陀螺启动、六次校准、系统标定、系统导航五个子过程,不同启动模式对应的外界工况对各子过程的启动细节存在一定影响,进而导致不同启动模式设备导航精度存在一定差异。针对上述问题,通过分析设备结构和工作原理,结合测量船设备多次应用该设备的工作经验,将静电陀螺监控器几种启动模式对设备启动子过程的影响进行了综合比较分析,最后结合不同启动模式设备的导航精度提出了对应的应用建议,为静电陀螺监控器在不同状态下的启动和应用提供借鉴。     

航天测量船静电陀螺监控器航向误差拟合修正

为掌握航天测量船静电陀螺监控器航向误差的变化规律,减小静电陀螺监控器航向误差对测控精度的影响,从静电陀螺监控器设备的结构和监控原理上分析了静电陀螺监控器航向误差的产生因素,建立了静电陀螺监控器航向误差的数学模型。同时,在长期的试验数据累积和处理分析的基础之上,成功利用该模型对静电航向误差变化规律进行数据拟合。多次试验结果表明,该误差模型能够准确有效地对静电陀螺监控器航向误差进行优化,提高了静电陀螺监控器的航向精度。     

静电陀螺监控器低纬度避免标定重置的快速预测方法

在低纬度地区,静电陀螺监控器48 h标定阶段易出现上陀螺高度角低于限定值,导致标定重置的问题。为了避免标定重置问题的出现,根据转子自转轴空间指向的变化特点,利用上陀螺的测角数据、惯导航向和位置数据,综合船舶运动、地球自转、壳体旋转的影响,推导出了预测上陀螺高度角的计算方法,并提出了适时调整载体所处纬度的规避方案。根据计算结果绘制了转子自转轴空间运动轨迹,实现了标定重置时间点的预测,预测误差小于3 min。该方法只需要很少的原始测量数据,预测精度高,提出的规避方案可操作性强,具有一定的推广应用价值。     

航天测量船静电陀螺监控器海上动态标定

为减小海上动态条件下静电陀螺监控器标定过程外界因素的影响,提高航天测量船组合导航系统静电陀螺监控器海上测量数据的输出精度,通过对静电陀螺监控器标校过程原理的研究,分析了惯导水平姿态误差、船舶机动、标定参数耦合等因素对静电陀螺监控器标定效果的影响并进行了仿真试验,提出了静电陀螺监控器海上动态条件下进行标定的方法和航行工况保障要求。实际结果证明,通过提高惯导系统初校精度、施放减摇鳍减小船摇、减少船舶机动、改变船舶航向进行标定参数解耦等方法对提高海上动态条件静电陀螺监控器标定效果行之有效,对提高航天测量船组合导航系统数据输出精度具有重要意义。     

调宽控制平台稳定系统对陀螺漂移影响的研究

介绍了在平台式惯导系统中,由脉冲调宽加矩方式控制的惯性稳定平台的角振动对陀螺漂移的因素,通过对平台稳定系统的动态仿真,得出了它螺漂移与采用脉宽调制工作的稳定回路参数之间的关系,为惯性平台稳定回路的设计提供重要的数据依据。     

双弱连接结构的高精度超流体陀螺的量程分析

基于交流约瑟夫森效应的超流体陀螺研究是当前高性能新原理陀螺技术研究的一个重要方向。低温物理中基于交流约瑟夫森效应敏感转动角速度的典型双弱连接超流体陀螺方案原理上具有高灵敏度的技术优势,从工作原理上来说目前该方案要发展成有实用性陀螺仪面临着量程小这一关键问题,仿真分析表明了量程的范围与敏感面积和约瑟夫森频率的影响关系,并显示了仅调整这两个参数扩展量程范围的局限性,进而在此基础上研究了扩展量程的改进思路和方法。     

提高反馈式速率陀螺系统可靠性的技术研究

通过对某反馈式速率陀螺仪进行支承方式,输电装置及力矩器和电机的技术改进,提高了产品可靠性、仪表零位电压的稳定性、产品合格率、仪表比例系数的一致性等性能,伺服回路放大器由集成电路改成通用化分立电路,提高了速率陀螺系统工作的可靠性,通过增加DC/DC电路提高了系统的电磁兼容能力,通过设计微型减振器,提高了电子箱总体结构的抗振性能,以上的改进措施有效地提高了反馈式速率陀螺系统工作的可靠性,取得了良好的社会效益和经济效益。     

Nonlinear dynamics and control for single-axis gyroscope systems

A nonlinear feedback control system of the single-axis gyroscope governed by a servo motor is studied in this paper. The closed-loop feedback is designed to account for the gimbal nutation as the gyroscope undergoing an angular velocity in the perpendicular directions. This paper integrates the singular perturbation modeling technology and sliding mode control strategy, while the stability of the closed-loop system is ensured by proof via Lyapunov direct method. Finally, comparisons among pole placement, sliding mode control and angular displacement feedback with respect to regulation capability and transient performance are reported. The simulation results demonstrate the superiority of singular perturbation sliding mode control and its potential to be facilitated in the aircraft safety module on detection and prevention from rollover during flight.     

空间干涉式MOEMS陀螺的实验研究

提出一种基于微镜构成的空间螺旋光路的干涉式MOEMS陀螺,并对其进行了原理验证实验研究。此种光路结构中光束在自由空间传播,可减少损耗;无耦合问题,无背向散射;无运动部件,并且可利用微光机电工艺进行加工。在理论分析的基础上,通过实验设计,利用锁相放大器等对处于一定转速转台上陀螺的输出信号进行检测,得到的转台转速与实际转速比较结果非常接近,实现了陀螺的Sagnac效应原理验证,零漂8.16(°)/h。     

基于压力相移辅助的超流体陀螺

超流体陀螺是新一代惯性传感器,面临的关键问题是:在幅值锁定控制系统中,热相移的注入存在较大延时,引起其动态测量性能急剧下降。为此,在研究了超流体压力相移产生原理的基础上,提出采用静电力产生压力差的方法,并根据超流体的理论,构建了压力相移的数学模型。为解算角速度,提出了基于压力相移辅助的算法,锁定了超流体相移。仿真结果表明,基于该方法,超流体陀螺测量角加速度变化的信号时,测量误差减小了约一个数量级。因此,超流体陀螺的动态性能得到了很大改善,测量精度有了显著提高。     

微机械陀螺温度混合线性回归补偿方法

环形振动微机电陀螺受温度影响较大,并且还具有很强的自回归特性。针对传统的分段拟合等温度模型均难以精确补偿陀螺受温度影响的问题,提出了一种基于混合线性回归的温度补偿模型。该方法根据混合线性回归模型的特点将陀螺自身的影响以及温度变化等因素考虑到温度补偿模型中,采用多元线性回归方法确定各项的系数,通过对残差的正态检验确定模型是否能够较好的符合陀螺数据的变化规律。验证试验结果表明:补偿后的均值可以减小1～2个数量级,并且该温度误差补偿方法重复性好,具有重大的工程应用参考价值。     

均匀设计及其在捷联惯导系统精度分析中的应用

本将均匀设计思想应用于捷联惯系系统精度分析,研究了IMU误差对捷联惯导系统定位精度的影响,建立了位置偏差的回归模型,分析了精度影响因素的主次,并研究了陀螺仪与加速度计性能指标之间的匹配问题。     

三浮陀螺有源磁悬浮系统力学模型分析

有源磁悬浮系统在高过载条件下的工作状态,是影响三浮陀螺和平台系统使用精度的关键因素。针对此问题,分析磁悬浮系统加力的作用机理,对系统的力学模型进行研究。从刚体动力学基本方程出发,以三浮陀螺浮子组件为研究对象,建立了浮子5个受控自由度的动力学关系和浮子运动的状态方程。然后对瞬时冲击力、阶跃常值力和简谐变化力作用下浮子运动规律的进行了分析和计算。仿真结果表明,当三种过载同时作用在浮子上时,磁悬浮系统在闭环状态下浮子位移的稳态值为2.12?m,即浮子最终停在线性区的边缘,不会碰到轴尖,因此不会影响仪表的精度和可靠性。但由于加力的刚度比较小,系统的过渡时间比较长。     

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ＯＮＧＥＮＥＲＡＬＴＹＰＥＯＦＤＩＧＩＴＡＬＯＰＴＩＭＡＬＰＲＥＶＩＥＷＳＥＲＶＯＳＹＳＴＥＭ（廖福成）（江上正）（土谷武士）（于欣）ＯＮＧＥＮＥＲＡＬＴＹＰＥＯＦＤＩＧＩＴＡＬＯＰＴＩＭＡＬＰＲＥＶＩＥＷＳＥＲＶＯＳＹＳＴＥＭ￥ＬｉａｏＦｕｃｈｅｎ...