光学目标模拟器总体结构方案分析及关键技术

光学目标模拟器是光学成像制导仿真系统中的关键设备之一。本文在介绍圆弧导轨式和框架式两种光学目标模拟器机械结构方案的基础上，详细分析了框架式机械结构的诸多优点。最后，总结了框架式目标模拟器研制中的一些关键技术     

GPS／IRS伪距组合技术研究

一本文结合一典型的反舰战术导弹的中程制导任务，对ＧＰＳ／ＩＲＳ伪距组合系统进行了分析和研究．采用Ｕ－Ｄ分解卡尔曼滤波对组合系统进行了Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ仿真。结果表明，ＧＰＳ／ＩＲＳ组合作为提高导航、制导精度的有效途径，可以克服纯惯性系统中存在的无界位置误差。不同的陀螺精度的仿真还表明，组合系统对一定范围内的陀螺精度的降低不敏感。（这为在进行ＧＰＳ／中等精度、低成本的航姿系统组合时降低对陀螺的精度要求提供了理论依据）     

一种制导炸弹MINS／GPS导航系统误差分析与分配

研究了对准误差和惯性敏感器主要误差对制导炸弹捷联惯导位置误差的影响,并从捷联惯导位置导航精度要求反推出对准误差和微机械惯性敏感器工具误差的分配原则和方法.分析了微机械陀螺和微机械加速度计的误差模型,并说明在短时间工作过程中均可简化为零偏叠加随机噪声.捷联惯导系统误差模型研究和弹道仿真表明,水平姿态对准误差和惯性敏感器零偏是制导炸弹惯导误差的主要误差源,用GPS辅助的组合导航可对所有主要误差源的误差进行估计并补偿.根据理论分析和仿真结果,以及误差源的误差和系统导航位置误差存在的正比关系,分析了MINS/GPS制导炸弹捷联导航的误差分配原则和方法,并给出了误差分配样例.     

静电陀螺测试转台电气部分方案设计

叙述了静电陀螺三环测试转台电气部分的方案设计要点。该电气部分包括静电陀螺启动与控制系统，转台控制系统，计算机三大部分，测角分系统采用粗精耦合式角位置传感器。双轴伺服分系统采用带有纯积分环节的一阶无差控制系统，三轴位置控制分系统采用一阶无差数字控制的方案，从而确保转台满足精度指标。     

潜艇真航向测量系统

论述了潜艇真航向测量系统(DSSTH)的总体设计和各分系统设计,介绍了系统中采用的时间同步技术和改进的平移不变小波降噪算法。信息组合控制中心子系统采用INS、GPS、计程仪等导航信息组合,利用联邦卡尔曼滤波算法提高了整个系统精度;首次采用了高精度自动跟踪全站仪组成光学校准分系统测量校正导航系统,校正航向精度达到30″;采用多种关键技术和系统的整体优化设计,DSSTH航向动态测量精度达到0.03°。     

基于三轴摇摆台的高精度姿态试验系统

为了评定长时间船用高精度惯性导航系统姿态精度,研究利用三轴摇摆台模拟船舶运动和输出姿态基准.首先,设计实时、同步和高速的软硬件方案.其次,推导姿态基准的解算方法,并进行水平、方位的初始对准.最后,给出机械误差和水平、方位对准误差所引起的姿态误差.试验表明,三轴摇摆台给出的姿态基准均方根误差在10″内,试验系统能够实时、同步地给出姿态误差.     

三轴运动模拟台正弦失真的异步自学习控制补偿方法

本文分析了三轴运动模拟台的干摩擦特性,并提出利用作者给出的PID 型异步自学习控制解决由干摩擦非线性引起的正弦振动失真。仿真结果表明,利用此法可使相应的正弦振动精度高达10~(-3)数量级,可满足三轴运动模拟台伺服系统设计中的有关精度要求。     

基于MEMS加速度计的弹体滚转角测量方法

为了实时获取弹体飞行时的滚转角姿态信息,提高高速滚转制导弹药的射击精度,提出了一种使用两个MEMS加速度计构成滚转角测量系统的方法。开展了弹上姿态测量惯性传感器的配置方案研究;建立了系统量测方程与基于"当前"统计模型的状态方程;提出了一种改进的自适应UKF非线性滤波算法,采用速度估计自适应方法实现了对过程噪声方差阵的自适应调整,提高了滤波精度。同时,采用最小偏度单形采样策略减少了Sigma点的数量,提高了滤波解算速度。三轴飞行转台仿真实验研究表明:该方法测量精度高,收敛速度快,具有很高的工程应用价值。     

圆锥误差补偿算法在三轴激光捷联惯导系统中的应用

圆锥误差是影响捷联惯导系统姿态算法精度的原理性误差,其对三轴激光捷联惯导系统精度的影响显著.对三轴机抖激光陀螺捷联惯导系统,除了弹体运动可能引入圆锥运动外,三轴机抖激光陀螺产生的机械抖动也会在惯导系统中引入圆锥运动.文中分析了两种圆锥运动在三轴激光捷联惯导系统中产生的机理,并给出了圆锥误差补偿算法在不同试验条件下的应用效果.     

基于试验设计与弹道仿真的制导工具误差快速评价方法

提出一种以射击精度作为评价标准,通过弹道仿真对制导工具误差进行快速综合评价的方法。讨论了正交试验设计、均匀设计、拉丁超立方设计等三种试验设计方法,并根据抽样数据的特点和不同抽样方法的要求,提出将拉丁超立方抽样法与对偶变数方差缩减技术相结合用于弹道仿真分析,建立了射击精度与制导工具误差系数的简明函数关系式,实现了对制导工具误差的有效评价。经仿真验证,本方法可行有效。     

石油钻井旋转导向实验转台测试系统设计

设计了一种实验转台测试系统,主要用于在实验室环境下验证石油钻井旋转导向工具可行性并测试其性能参数。提出了总体方案,设计并完成了系统的关键组成部分：两轴手动转台、合力测试仪、惯性测量模块、信号处理系统,完成了计算参数和姿态误差角测试实验。实验结果表明,所设计的各部分工作正常,满足系统的总体要求。这为将来石油钻井导向工具的井下实验打下很好的基础。     

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。     

一种新的旋转调制捷联惯导系统

随着光学陀螺等对重力加速度不敏感的陀螺器件的逐渐完善,一种源于静电陀螺的旋转调制技术备受关注,从而建立基于相对廉价的光学陀螺的高精度惯性导航系统成为可能.通过对单轴和双轴旋转调制技术原理和局限性的分析,提出了一种四陀螺双单轴旋转调制捷联惯导系统,并详细分析了旋转轴的不对准误差、惯性器件测量轴的不对准误差、常值漂移误差、...     

Nonlinear dynamics of a microelectromechanical mirror in an optical resonance cavity

The nonlinear dynamical behavior of a micromechanical resonator acting as one of the mirrors in an optical resonance cavity is investigated. The mechanical motion is coupled to the optical power circulating inside the cavity both directly through the radiation pressure and indirectly through heating that gives rise to a frequency shift in the mechanical resonance and to thermal deformation. The energy stored in the optical cavity is assumed to follow the mirror displacement without any lag. In contrast, a finite thermal relaxation rate introduces retardation effects into the mechanical equation of motion through temperature dependent terms. Using a combined harmonic balance and averaging technique, slow envelope evolution equations are derived. In the limit of small mechanical vibrations, the micromechanical system can be described as a nonlinear Duffing-like oscillator. Coupling to the optical cavity is shown to introduce corrections to the linear dissipation, the nonlinear dissipation and the nonlinear elastic constants of the micromechanical mirror. The magnitude and the sign of these corrections depend on the exact position of the mirror and on the optical power incident on the cavity. In particular, the effective linear dissipation can become negative, causing self-excited mechanical oscillations to occur as a result of either a subcritical or supercritical Hopf bifurcation. The full slow envelope evolution equations are used to derive the amplitudes and the corresponding oscillation frequencies of different limit cycles, and the bifurcation behavior is analyzed in detail. Finally, the theoretical results are compared to numerical simulations using realistic values of various physical parameters, showing a very good correspondence.     

战车用惯性定位定向系统的支架误差分析及补偿

战车用惯性定位定向系统由于采用双轴陀螺平台结构,不可避免地存在着支架误差,从而影响系统航向精度。应用球面三角法和方向余弦矩阵法分别推导出双轴陀螺平台的支架误差公式,发现由这两种方法推导出来的公式计算结果是一致的。最后通过数学仿真和分析,给出了支架误差与载体的姿态角之间的定量关系。根据此误差公式,对惯性定位定向系统的航向输出能够进行误差补偿,从而保证了动态条件下定位定向系统的航向输出精度。     

基于变密度法的平模台振加强筋布局优化

针对混凝土预制构件水平成型振动台(简称平模台振)振动效果改进的问题,提出了通过优化振动台面加强筋布局来提高其振动效果的方法.基于变密度拓扑优化法,建立以加强筋单元相对密度为设计变量,振动台面柔度最小为目标的优化模型,并进行灵敏度分析,采用最优准则法求解优化模型;根据拓扑优化结果,对振动台面加强筋进行布局优化,获得了合理...     

Dynamics, chaos and synchronization of self-sustained electromechanical systems with clamped-free flexible arm

An electromechanical system with flexible arm is considered. The mechanical part is a linear flexible beam and the electrical part is a nonlinear self-sustained oscillator. Oscillatory solutions are obtained using an averaging method. Chaotic behavior is studied via the Lyapunov exponent. The synchronization of regular and chaotic states of two such devices is discussed and the stability boundaries for the synchronization process are derived using the Floquet theory. We compare the results obtained from a finite difference simulation to those from the classical modal approach.     

基于LS-DYNA的空调连续跌落仿真研究

研究空调内机在跌落冲击工况下的力学行为。首先通过不同应变率的材料试验,建立LS-DYNA材料模型;然后通过DYNAIN方法建立整机连续跌落有限元模型,并将跌落仿真与试验进行对标。对标结果显示:连续跌落仿真与试验的加速度曲线相关度达到93%以上,且破坏位置一致。结果表明该方法可以准确模拟空调内机在连续跌落工况中的力学行为,为家电产品研发设计提供重要的指导意义。