光纤陀螺标度因数的测试误差分析

为了进一步提高光纤陀螺标度因数的测试精度,对光纤陀螺标度因数测试过程进行理论分析,确定了影响光纤陀螺标度因数测试误差的主要因素,并进行了计算机仿真和实验验证。结果表明:由于安装误差、北向地速分量以及转台速率精度的影响,光纤陀螺测试起始位置和采样时间的选择均会给小速率标度因数不对称性和非线性度的测试带来误差,而大速率标度因数的测试基本不受影响;通过对各输入速率点进行整圈采样,可以有效地降低小速率标度因数的测试误差,使其测试精度提高1个量级以上,实现对光纤陀螺标度因数性能更加准确的测试。     

光纤陀螺捷联式惯性系统的研究与设计

介绍了基于光纤陀螺的捷联式惯性系统的总体设计,设计了加速度计再平衡回路数字读出电路及光纤陀螺信号输出电路。采用PC104工控机作为导航计算机,构成捷联式惯性系统原理样机。在此基础上,设计了系统的误差补偿方案、初始对准方案和机械编排方案。样机的初步测试结果表明:该样机达到了设计指标要求(航向精度:<1°;水平姿态精度:<0.5°)。     

控制力矩陀螺速率控制中测角系统的研究

采用轴角变换器和旋转变压器、感应同步器组成的双通道测角系统比其它诸多测角方案有更多的优点。在介绍集成轴角变换器的工作原理后,详细介绍了用于控制力矩陀螺速率控制系统中的测角系统。实践证明它具有结构简单、调试容易、可靠性高和抗干扰能力强等优点。     

三轴转台陀螺伺服系统的模型分析与解耦设计

本文对三轴陀螺伺服转台模型进行了较为详细的分析,并进行了适当的简化,在此基础 上对系统进行了解耦设计。     

液浮速率积分陀螺温控模型分析和参数设计

本文建立了较完整的液浮速率积分陀螺温控系统模型，并对温控系统的电磁兼容设计、可靠性设计、温度传感器的配置方法、动静态特性设计、以及陀螺电机、环境热传递条件等影响温控性能的工程问题作了具体论述。文中例举了在不同环境条件下达到高稳定精度要求的陀螺温控系统的设计方法。     

光纤陀螺惯性测量单元的设计与实现

本文介绍采用全数字闭环光纤陀螺组成的惯性测量单元的实现方法,采用DSP作为中央处理单元,完成三轴组合的时序控制、数字解调、滤波算法、波形合成及数据传输,并对三轴陀螺进行了全面的性能测试,测试结果表明惯性测量单元中每个陀螺零漂均小于0.5°/h,标度因数线性度＜200 ppm,达到了预期的设计要求.     

基于模糊控制的陀螺温度控制系统研究

对于具有大时间延迟环节并难以建立精确数学模型的陀螺温度控制系统,提出基于模糊控制器的陀螺温度控制系统。采用以经验为基础的模糊规则控制。实验证明,这种温度控制方法可以达到所要求的快速启动、输出稳定等精度要求。     

无陀螺惯性测量单元设计及仿真分析

在简述无陀螺惯性测量单元(GF-IMU)测量角速度的一般原理的基础上,提出了一种九加速度计的配置方案及其角速度解算方法.该算法利用加速度计输出的测量信息直接求得所测量的角速度的绝对值,没有积分运算引入的迭代误差,在一定程度上提高了载体角速度的解算精度.针对该九加速度计配置方案在解算载体角速度时,存在需要开方及符号误判等不足,提出一种解算角速度的微分算法,彻底消除解算过程中开方及符号判断带来的误差,提高了系统精度和实时性.仿真分析证明了方案的可行性和算法的有效性.     

微小型惯性仪表发展现状、趋势以及对行业的影响

惯性仪表(包括陀螺和加速度计)是惯性技术的基础和核心,近年来,以高精度硅微机电陀螺、集成化微光纤陀螺、速率积分半球谐振陀螺、谐振式加速度计为代表的新型惯性仪表技术发展迅猛,相比传统惯性仪表,能够兼顾高精度和低SWaP+C(Size Weight and Power,plus Cost,体积、重量、功耗和成本)指标,正推...     

捷联惯性系统初始对准中IMU安装误差及陀螺漂移的估计与补偿

为尽可能消除IMU安装误差和陀螺漂移对系统精度的影响，运用主从惯导传递对准技术，采用扩展状态滤波器和速度／姿态角组合匹配的方法，估计出IMU安装误差和陀螺漂移误差，并对系统进行补偿。仿真结果表明，补偿了安装误差和陀螺漂移后，捷联惯性系统的导航参数精度可提高1个数量级以上。     

惯性平台姿态在高精度摇摆台上的标校方法

为提高自身不能提供姿态调整手段的惯性平台在高精度转台上的动态试验精度,设计了独特的安装及标校方法.利用新设计的方位标定装置,使用光学经纬仪及电子水平仪将方位标定装置上的光学六面体的法线与高精度转台的方位轴线取齐.然后,拆下方位标定装置,摇摆台置零,安装水平调整机构.将电子水平仪放置到水平调整机构的安装平板上,调节水平调整机构,将安装平板调平.安装惯性平台,将电子水平仪放置到惯性平台的水平基准平台上,再次调节水平调整机构,使电子水平仪的输出与转台示值一致,从而达到惯性平台与高精度转台水平取齐的目的.随后以光学经纬仪为过渡基准,将惯性平台的光学方位基准与高精度转台方位取齐,从而达到惯性平台与高精度转台坐标系对齐的目的.     

Calibration of a ready-mounted strapdown inertial navigation system on a low-accuracy turntable with one degree of freedom

A mathematical model of instrument errors of strapdown inertial navigation systems is considered. The parameters of this model are determined by a special algorithm in the case of using a low-accuracy turntable with one degree of freedom. A distinguished feature of this algorithm is that the characteristics of the turntable sensors are not directly used in it. The performance of the algorithm is illustrated by an example of data processing.     

基于低成本磁场和MEMS惯性传感器的姿态测定系统

在机器人、小型无人自主飞行器等严格限制成本、体积、功耗的应用场合,一套合适的姿态测定系统显的尤为重要。为此,提出了一种低成本的实时姿态决定系统,该系统由传感器模块和数字信号处理器(DSP)组成。传感器模块由一个三轴的磁罗盘和一个基于MEMS技术的惯性测量单元构成,文中对系统的软硬件设计进行了详细的论述。在此嵌入式平台上面,开发了一套基于四元数和扩展卡尔曼滤波的姿态估计算法,对算法的原理进行了详细介绍。最后给出的实验结果显示此系统具有相当高的性能,姿态角误差的方差在0.02°以下。     

基于自回归过程的惯性敏感器随机误差建模

针对传统高斯马尔柯夫过程在惯性敏感器随机误差建模过程中存在的由自相关序列计算不准确引起建模不准确的缺点,引入自回归过程建模方法对惯性敏感器的随机误差进行建模.建立了自回归过程模型,分析了三种确定自回归过程模型参数的方法,对三种参数估计方法进行了比较,分析结果表明burg法得到的自回归模型稳定性更好.利用静态数据对随机误差的自回归过程模型进行了测试,并将测试结果与其它随机过程模型得到的结果进行了比较.结果表明采用burg法确定模型参数的自回归过程模型的收敛性好,3阶自回归过程模型就能得到最佳的估计效果.同其它随机过程模型相比,自回归过程模型的收敛速度快,稳定性好.     

Controller design for fractional-order interconnected systems with unmodeled dynamics

This paper focuses on the output feedback tracking control for fractional-order interconnected systems with unmodeled dynamics. The reduced order high gain K-filters are designed to construct the estimation of the unavailable system state. Unmodeled dynamics is extended to the general fractional-order dynamical systems for the first time which is characterized by introducing a dynamical signal r(t). An adaptive output feedback controller is established using the fractional-order Lyapunov methods and proposed by novel dynamic surface control strategy. Then, it is confirmed that the considered system is semi-globally bounded stable and the errors between outputs and the desired trajectories can concentrate to a small neighborhood of the origin. Finally, a simulation example is introduced to demonstrate the correctness of the supplied controller.

     

某型导弹惯性控制系统测试

某型惯性控制系统是该导弹惯性制导系统的重要组成部分。用静止导航试验法来测试惯性导航系统性能,是一种简便易行的方法。为了高效地对惯性控制系统进行维修测试,以静止导航试验法为基础,进一步提出了在线测试和离线测试两种测试方法。介绍了某型导弹惯性控制系统自动测试设备的总体设计方案及软件、硬件实现方法,并研制出了相应的测试设备。该设备采用虚拟仪器技术,主要由测控计算机系统、信号控制调理模块和电源组成,主要编程软件为LabWindows CVI8.0。实际工程测试表明：用这种测试方法和设备,能够较详尽地测试出惯性控制系统的性能参数,较准确地进行产品的故障定位,大幅度提高了产品的测试和维修效率,在功能、精度以及实时性等方面都达到了预期的目标。     

一种新型后装式垃圾车结构优化设计

首先对后装式压缩垃圾车的车厢截面形状进行优化,设计出一种具有椭圆截面车厢的新型后装式垃圾车.给出椭圆截面车厢的自重、惯性、压缩、挤入、推出等压缩垃圾载荷的数学表达.而后对车厢与填科器结构进行多种危险工况的有限元分析,采用导重法对结构构件尺寸进行优化设计,在保证结构应力小于许用应力的前提下,本新型椭圆截面后装武垃圾车结构质量比原来的矩形截面压缩垃圾车减少了33.5%,是同类后装武压缩垃圾车中的最轻者.     

基于MEMS惯性传感器的人体多运动模式识别

针对人体多运动模式识别中识别精度低的问题,提出一种基于MEMS惯性传感器的人体多运动模式识别算法。该算法选取MEMS加速度传感器的时域特征作为模式识别特征量,提取MEMS角速度传感器的时域特征作为二次识别的特征量,能够准确识别走、跑、站立、上楼、下楼、趴倒、躺倒、倒退多种运动模式。识别过程采用分层识别算法,同时使用支持向量机识别区分难度较大的两类行为动作。嵌入式消防单兵定位系统平台的实验验证表明,利用该算法能够识别消防单兵的多运动模式,平均识别精度达到94%以上。     

基于磁/惯性传感器旋转弹体定姿的Kalman滤波器设计

微惯性传感器精度较低,其漂移会引起很大的姿态误差,不能提供长时间稳定姿态;磁传感器组合的姿态角误差不随时间累积但姿态角更新速度慢。针对这一问题提出了利用磁/惯性传感器构建低成本姿态探测系统的方案,设计了Kalman滤波器融合二者信息——以磁传感器解算的姿态角和等效旋转矢量法解算的姿态角之差作为观测量,以惯性传感器的漂移和姿态误差角作为状态变量,整个解算过程无需使用地磁场强度。仿真结果表明了该算法的有效性,二者组合定姿可实现高精度的姿态测量。     

Techniques for the design of integral-component load sensors

Techniques for load-sensor design are described to provide (1) adequate load-sensing ability, (2) sensitivity to only the load desired to be measured and (3) methods of resultant load measurement.