静电陀螺仪MUM全姿态读取的原理及其误差分析

研究了采用同步解调法实现静电陀螺仪质量不平衡调制(MUM)全姿态读取的原理,讨论了影响读取精度的因素,分析了各电极轴转子位移测量电路比例因子不一致和电极轴不正交造成的读取误差.研究表明,某轴测量通道1%的比例因子偏差将造成约17′的读取姿态误差,电极轴不正交造成的读取误差与不正交的程度约在同一数量级.应用中必须通过建立读取误差补偿模型,并进行实时补偿来提高MUM全姿态读取的精度.     

静电陀螺仪光电信号器

空心转子静电陀螺仪通常采用光电信号器进行动量矩位置信息的读取。光电传感器的分辨率、零位噪声和光轴稳定性对陀螺漂移精度和长期工作稳定性有直接影响。本文对静电陀螺仪光电信号器工程实践中的有关理论和技术问题作了较为详细的论述。     

小型静电陀螺仪信号读取方案研究

信号读取技术是小型静电陀螺仪的一项关键技术，中介绍了赤道锯齿刻线的光电信号读取方案，分析了图形刻线误差，转子转速误差，耦合误差，转子线位移误差所产生的测角误差，研究了图形刻制方法，并作了初步试验。研究结果对信号读取系统的设计与研制具有参考价值。     

一种新型的静电陀螺仪用光纤传感器

静电陀螺仪极轴位置信号的读取是提高精度的关键技术之一,因此设计了一种用于小角度信号读取的新型光纤传感器。在理论分析的基础上,给出了该传感器的具体设计方案和相关参数,研制了试验样机并进行了相关模拟实验。实验结果表明该传感器是可行性的。     

静电陀螺转子径向偏心干扰力矩分析

推导了静电陀螺仪转子径向偏心产生的静电场干扰力矩计算公式，计算分析了该干扰力矩产生的陀螺漂移，其结果对静电陀螺仪的设计与研制具有参考价值。     

静电陀螺转子位移测量电路的研究

—静电陀螺转子位移测量电路是静电陀螺支承系统的重要部件。它直接影响转子在电极球腔中的失中度，从而导致陀螺漂移。因此在温度变化及电磁干扰情况下，必须提高测量电路的分辨率和零位稳定性。本文在理论分析和实验研究的基础上，提出参数优化设计方法和模块化结构设计。实验结果表明所研制的电路性能良好，工作稳定度达到了高精度静电陀螺仪的要求。     

小型自准直式光电传感器性能测试系统

为标定小型实心转子静电陀螺仪用自准直式光电传感器的性能，设计了一个专用的性能测试系统。传感器性能测试表明，被测小型自准直式光电传感器的分辨率优于1^#，传感器性能测试系统满足使用要求。     

小型静电陀螺仪静电场基本干扰力矩分析

推导了采用装配式电构结构的小型静电陀螺仪静电场基本干扰力矩计算公式,进行了仿真计算,并分析了转子的谐波、转子线位移、支承回路放大系数,转子极轴相对于电极坐标系的偏称对干扰力矩的影响,其结果对小型静电陀螺仪的设计与研制具有参考价值。     

一种小型静电陀螺仪三位一体系统方案

在比较了国外两种小型静电陀螺仪方案的基础上，研究了一种小型静电陀螺仪质量不平衡调制信号读取、数字式支承和电场恒速三位一体工作系统方案。介绍了三位一体系统的工作原理，讨论了系统各组成模块的功能，对制约系统性能的关键因素作了相关分析。分析表明，在抵消变压器线圈阻抗匹配的条件下，可以忽略加力和信号读取之间的相互影响。     

微静电陀螺仪再平衡回路设计

微静电陀螺仪依靠可控的静电力,将高速旋转的陀螺转子稳定地悬浮在高真空的电极腔中心,是一种能实现两自由度角速率测量的新型微机电陀螺。针对大角度、高角速率的捷联式惯性导航系统应用,对陀螺仪再平衡回路进行了设计。讨论了陀螺仪的动力学特性,给出了补偿负刚度特性的方法,采用双频波特图对系统稳定性进行了分析,给出了再平衡回路的性能仿真结果。仿真与分析表明,陀螺仪允许的最大输入角速度为768(°)/s,标度系数为6.44mV/((°)·s-1)。     

一种赤道刻线静电陀螺仪主动阻尼控制方案及其实验研究

提出一种采用转子赤道刻线，利用赤道光电传感器的输出来控制阻尼力矩方向的半球施矩主动阻尼控制方案。在气浮装置上用大球转子进行了模拟试验。试验表明该主动阻尼控制方案可在大范围内对转子进行阻尼，大大减少了阻尼时间。中对大球转子及实心转子主动阻尼结果进行了对比分析，表明对于实心转子ESG，赤道刻线主动阻尼方案能将阻尼时间减少到被动阻尼的10％。     

静电陀螺数字式小角度读出系统研究

本探讨了一种用于静电陀螺的小角度光电信号读出的全数字方案，通过对比、分析和讨论，说明数字化静电陀螺小角度读出方案的优越性，并提出了针对静电陀螺光电读出系统随机误差的修正算法。     

八电极静电陀螺支承系统的建模

八电极静电支承系统沿着四个非正交轴对转子施加静电力,这些作用力相互影响,因此需要对支承坐标进行垂直解耦。针对采用八电极方案的静电陀螺,给出了电极电容的计算公式和位移解算方法,推导了静电力计算公式,最后建立了八电极静电陀螺支承系统的模型并利用Simulink对系统进行仿真。仿真结果表明,在系统中加入解算矩阵和"3-4"变换矩阵后,可以使X、Y、Z三个轴向上对转子位移的控制相互独立,为转子的可靠支承奠定了基础。     

小型静电陀螺仪转子变形及干扰力矩分析

推导了小型静电陀螺仪转子非球形干扰力矩公式，仿真分析了两种不同结构的实心转子的温度变形、离心变形、压力变形及综合变形，计算了其变形产生的干扰力矩及漂移。     

静电陀螺仪实心球转子变形分析

介绍了静电陀螺仪实心球转子的两种典型结构，并利用有限元仿真工具根据工作环境对这两种结构分别进行了离心变形、温度变形、压力变形以及这三种载荷的耦合变形的仿真分析。得出了实心球转子的变形规律及变形量，为转子的设计和静电陀螺的建模提供了重要的参考依据。     

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。     

静电陀螺转子用铍材的基本要求

通过对静电陀螺仪空心转子的功能特性分析，确认铍材是用作空心转子材料的唯一选择。通过对目前国内外铍材的现状的分析，提出空心转子用铍材的主要技术要求，该要求也适用于实心小球铍材。