高精度转台控制系统研究

—本文针对精密转台控制系统在大偏差下的不稳定问题，对其控制系统进行了分析和设计，同时对其高分辨率的指令系统进行了设计，为提高转台的精度及其动态性能提供了新的途径。     

一种直流力矩电机系统的滞滑摩擦补偿方法

陀螺漂移测试转台直流力矩电机系统中存在的非线性滞滑摩擦，使转台在PID控制下存在滞滑极限环。为提高转台定位精度，应用具有滞滑(stick-slip)摩擦的直流力矩电机系统模型，推导了一种补偿方法，对含有滞滑摩擦的PID控制转台直流力矩电机伺服系统进行滞滑摩擦补偿。在采用PID控制的转台电机系统定位工作状态下，这种滞滑补偿方法可以减小滞滑极限环的幅值。仿真结果证明了该补偿方法的有效性。     

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     

惯性导航平台的三轴伺服测试

本文分析了三轴惯性导航平台的三轴伺服测漂问题,首先分析平台轴和转台轴之间的座标变换,然后分析转台轴相对地球的不同安装方式下的运动方程。在无漂移时转台的表现运动得到解析解,这对有漂移时的数据处理方法提供了理论基础。此时漂移运动分量和表现运动分量应从总运动过程中分离出来。     

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。     

捷联陀螺角加速度误差系数在三轴转台上的实验标定

本文提出了在三轴转台上用双轴和三轴速率输入法来标定捷联陀螺的角加速度误差系数。该方法充分利用了三轴转台的速率功能来激励陀螺的角加速度误差项，从而标定出相应的角加速度误差系数，为解决在缺乏角振动台的实验条件下陀螺的动态误差模型标定问题提供了一条有效途径。     

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。     

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。     

转台测角系统标定方法的研究

本文提出一种高精度转台测角系统标定的新方法，该方法以光电自准直仪作为标定基准，用齿盘、多面棱镜作角度给定，转台工作在速率状态下，自动完成高精度转台测角系统标定任务，给出标定精度和误差曲线。该方法避免了人为因素造成的测量和计算误差，使标定过程更加快捷、准确、可靠。     

三轴转台轴系相交度误差测量方法的研究

—本文提出了一种新的轴系相交度误差测试方法。该方法不存在测量基准安装偏心问题，更适合于大型转台轴系相交度误差的测量     

基于角速率积分法的光纤陀螺标度因数不对称度测量方法

标度因数不对称度是评价光纤陀螺的一项重要指标,对其进行精确测量在高精度导航应用中具有重要意义。传统的测试方法受转台速率控制精度限制,很难精确测量小于1×10-6的不对称度。首次提出基于角速率积分的标度因数不对称度测量方法。该方法给定转台正反方向转动的角度,由固定在转台上的被测光纤陀螺进行角速率测量,并对输出值积分,从而得到标度因数不对称度。该方法基于转台位置控制,避免了转速不稳定及正反向转速不对称等因素造成的影响。还对可能引起测量误差的因素进行了分析。最后采用角速率积分法测得高精度光纤陀螺标度因数不对称度小于1×10-6。     

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。     

一种双通道测角系统的设计

本文介绍一种由旋转变压器和感应同步器作敏感元件组成的双通道采样测角系统。该测角系统采用双相激磁，单相输出鉴相工作方式，具有精度高、可靠性好、易实现、温度鲁棒性好等优点，能满足高精度惯导测试的要求，是高精度转台的重要组成部分。     

转台伺服系统低速性能分析

首先分析了摩擦干扰力矩和电机齿槽力矩对一般伺服系统速率平稳性的影响,在此基础上,针对转台伺服系统的实际设计,分析了摩擦干扰力矩和电机齿槽力矩对转台伺服系统低速性能的影响,提出了改善转台低速平稳性的技术途径。同时又研究了角位置误差引起的转台速率波动问题。     

捷联陀螺动态误差系数的正交三轴速率试验标定及其试验设计

本文提出了一种在三轴转台上标定捷联陀螺动态误差系数的正交三轴速率试验方法，同时应用最优试验设计理论，进行了试验计划的优化设计。采用该方案只需一次测试就可辨识出陀螺的全部动态误差系数，且辨识结果具有统计优良性     

MEMS-IMU构型设计及惯性器件安装误差标定方法

提出一种由三只单轴MEMS陀螺仪和三只单芯片双轴6个加速度计构成的MEMS-IMU配置方案。针对该方案的特点,研究了基于重力参考矢量对MEMS惯性器件安装误差的标定方法。该方法的关键是利用同一安装平面内的两个加速度计测量矢量的叉乘矢量的方向代替MEMS陀螺敏感轴方向,利用两轴或三轴角位置转台标定MEMS-IMU中惯性器件的安装误差。分析了标定矩阵的求逆条件数,提出了3位置和6位置的标定,指出了多位置标定中转台姿态角度的选择范围。新型MEMS-IMU配置方案及安装误差标定方法可有效解决MEMS-IMU惯性器件安装误差的标定与补偿问题。     

自动化标定测试设备信息交互平台设计与实现

传统标定转台往往依靠设备内部多路滑环、连接电缆以及基于ISA、PCI、PXI或VXI总线的采集卡进行惯测组合信息的传输和提取,转台体积大、成本高、标定流程受限以及测试效率低等因素极大影响了设备的使用性。基于自动化标定测试设备的信息交互平台,采用了嵌入式片上系统设计、通信协议设计、容错处理以及工作模式识别等多项技术,为实现自动化、智能化以及精准化标定提供了新的解决方案。采用新方案设计的自动化标定设备启动后无需再进行计数清零、转位回零以及初始化处理,为缩短标定测试时间(由4 h缩短到1.5 h),灵活的进行标定测试走位以及流程编排,降低转台成本(12路滑环减少到2路),减小设备体积以及准确获取惯测组合信息提供了重要技术保障。     

用四元数法提取加速度计三轴转台测试中的动态误差量

在加速度计三轴转台测试试验设计的基础上,提出用四元数法提取测试中加速度计动态误差量。该方法简单、精确且不会出现奇异,可计算在三轴转台转动中的各个时刻,重力加速度在加速度计坐标系上的投影,从而达到在动态测试中易除重力加速度的影响、获得动态误差量的目的。在章最后给出了在某一测试下的计算结果。     

高精度加速度计分辨率的动态估算方法

高精度定位定向系统和重力测量系统需要高分辨率的加速度计,传统测试方法难以确定高精度加速度计的分辨率。对此,提出了一种使用双轴转台动态估算加速度计分辨率的方法,即匀速旋转调制法。将加速度计安装在双轴转台台面上,待转台调平,台面绕倾斜轴转过一个小角度后锁死,回转轴以一定的角速度旋转调制以对重力加速度分量进行细分,将加速度计的输出采样后进行FFT低通滤波,通过加速度计峰值与谷值处输出变化最大值的分析可以确定加速度计的分辨率。最后,对某型加速度计分辨率进行了实验验证,测试结果表明,当倾斜角度为0.001°,旋转调制角速率为10(°)/s,采样率为32 Hz时,输入的加速度最大变化为9.36×10-8g,加速度计敏感到的加速度变化量为1.05×10-7g。