液浮陀螺仪可靠性技术分析

在可靠性设计与分析的基础上，针对某型液浮陀螺仪技术特点，对影响其可靠性的各种关键因素做了较为详细的分析，同时对陀螺电机这一关键部件提出了可靠性设计方法。通过技术分析提出设计该型高可靠性液浮陀螺仪的关键因素及方法。     

基于空间应用环境的光纤陀螺可靠性分析

根据光纤陀螺应用于空间应具有长寿命高可靠性的要求,对空间应用环境进行了分析,结合空间应用的环境,采用故障树分析的方法对数字闭环干涉式光纤陀螺进行了可靠性分析.根据可靠性分析的结果,找出了光纤陀螺的薄弱环节,并对重要且出现故障概率大的器件如光源和光纤环的故障机理进行了分析,提出了改进设计措施,并已应用在光纤陀螺产品的设计中.     

基于故障树分析的光纤陀螺用探测器组件可靠性分析

采用故障树分析（FTA）方法对探测器组件进行故障树分析及敏感应力分析,确定探测器组件的敏感应力,从而为探测器组件加速试验的开展提供理论依据,为光纤陀螺的寿命评估提供建议。通过广泛收集探测器组件故障信息和分析其物理化学性能、制造工艺和性能参数,并结合探测器组件的工作环境和使用条件,建立了探测器组件的故障树;由故障树定性分析得出探测器组件故障树的最小割集;通过故障模式统计分析,得到噪声电压变大和响应度降低是探测器组件的主要故障模式,针对探测器组件的主要故障模式进行了敏感应力分析,确定温度应力是探测器组件的敏感应力。分析结果表明以温度应力为主要应力对探测器组件进行加速试验是可行的。     

陀螺电机动压气体轴承间隙误差分析与改进

H型动压气体轴承陀螺电机(以下简称"动压电机")装配后的组合间隙是轴承筛选的关键指标。实际工程中部分动压电机产品的组合间隙与按照轴承零件尺寸计算的间隙相差较大,测量重复性差,合格率较低。为了进一步提高动压电机的一致性和合格率,首先从轴承间隙的测量方法入手,对轴承间隙测量误差建立模型树进行分析,找出了轴承零件尺寸稳定性、多余物以及间隙测量工装是影响轴承间隙测量误差的主要因素,提出了增加稳定处理,优化间隙测量工装,抑制电机污染源,组合清洗等技术改进措施,并通过合理调整间隙控制指标,显著提高了动压电机一致性和合格率。这些思路方法都为动压电机生产量化控制和可靠性筛选提供了很好的借鉴参考价值。     

加工误差对陀螺电机用动压气体轴承刚度的影响

为了进一步提高精密H型动压气体轴承的刚度性能,着重分析了轴承加工误差对轴承刚度的影响。首先,通过在轴承内部交界处引入压力和流量连续方程,建立可考虑径向、止推轴承相互作用的H型动压气体轴承模型;然后,采用有限单元法进行求解以得到轴承压力分布及刚度等特性;最后,在对模型和计算结果进行实验验证后,对不同加工误差下的轴承刚度进行了研究。分析结果显示,加工误差对轴承刚度影响由强到弱的顺序为轴承间隙、止推板平面度、径向轴承锥度、圆度和止推板垂直度误差,0.2μm的轴承间隙加工误差可使轴承刚度降低20%～25%,而垂直度误差对轴承刚度的影响不大。研究结果为H型动压气体轴承的结构设计和性能提高提供了有益的参考。     

液浮陀螺电磁场有限元分析

针对液浮陀螺的永磁陀螺电机漏磁场可能造成陀螺噪声大的问题,需首先搞清永磁陀螺电机的漏磁场量值及分布以及与之可能产生耦合力矩的力矩器端部漏磁的量值及分布。用有限元软件ANSYS对其内部主要电磁元件进行了三维有限元数值计算,得出这些元件的气隙磁密分布图和它们的漏磁形式及大小;分析得出陀螺电机的外圆柱面和力矩器端部存在着较大漏磁,两者存在着磁场的耦合作用。在设计中应对陀螺电机的外圆柱面和力矩器的端部施加磁屏蔽。     

由定子电流信号分析陀螺电机滚珠轴承故障诊断与分类（英文）

在陀螺电机中,轴承故障是最普遍的失效形式。针对陀螺电机球轴承中各组成部分出现故障难以区分,而更换整套轴承又造成巨大浪费的问题,提出了一种基于电流信号分析的陀螺电机轴承故障分类方法。该方法通过采集定子电流信号,并应用数学分析工具,提取出定子电流的特征信号。通过使用顺序递推法排除了冗余和无效特征,然后用最佳的特征信号建立特征空间。通过使用隐马尔科夫模型,对轴承的典型故障(外环故障、内环故障、球故障和保持架故障)进行了准确的分类。该方法的有效性在一台具有不同轴承故障的直流无刷陀螺电机上得到验证,实验结果显示分类的正确率达到97.1%。     

长寿命、低功耗、低噪声液浮陀螺仪技术分析

根据我国目前液浮陀螺仪的应用特点，结合已应用于型号的单自由液浮陀螺仪产品，对研究并设计新型长寿命、低噪声、低功耗液浮陀螺仪的各种关键因素做了较为详细的分析，通过分析提出设计该型陀螺仪采取的方法。     

基于故障树的多光纤陀螺冗余系统可靠性分析

多光纤陀螺冗余系统的可靠性分析是惯性测量系统健康状态管理中的一个关键问题.针对传统可靠性分析方法没有考虑共因失效以及在考虑共因失效后难以得到可靠度解析解的问题,提出通过一种多 Beta 因子模型描述多光纤陀螺冗余系统中的共因失效现象,并采用故障树分析方法定量评估常用多光纤陀螺冗余系统的可靠性.算例分析表明,不考虑共因失效或采用简化的共因失效模型会得到相对乐观的可靠性分析结果,从而增加系统失效的风险,因此需要采用多 Beta 因子模型.采用多 Beta因子模型后,通过故障树定量分析方法得到了典型系统可靠度的解析解,结果令人满意.     

用隐Markov模型的陀螺电机故障诊断方法（英文）

为满足机电陀螺仪高可靠性的要求,准确地检测和诊断陀螺仪核心部件——陀螺电机的各类故障是十分必要的。提出了一种陀螺电机检测和诊断的新方法,即基于隐Markov模型的模式识别方法。该方法从母线电流时域信号提取特征并作为电机状态的监测指标,通过顺序后推法选择最佳信号特征建立特征空间,并用于隐Markov模型的参数训练,进而使用隐Markov模型作为分类器对陀螺电机进行故障检测和诊断。为验证方法的有效性,用一台无刷直流陀螺电机作为样本进行了实验,构造了轴承故障和定子故障,并在不同的温度条件下进行了测试。实验结果表明:该方法对于陀螺电机故障检测和诊断的正确率达到96.8%。     

提高液浮速率陀螺仪可靠性的技术研究

针对某型液浮速率陀螺仪产品存在漂移率大、零位位置误差大、输出后效大、功耗高等缺点，通过提高浮子组件的同轴度，采用叉簧扭杆，改进信号器加工工艺和真空充液工艺，加装液浮速率陀螺仪自检接口等手段，提高了产品的可靠性。     

控制力矩陀螺用高性能永磁无刷直流电机研究

无刷直流电动机作为控制力矩陀螺驱动电机，要求具有10倍的最大功率倍数，这给电机的设计带来很大难度。该提出的绕组换接运行，在满足控制力矩陀螺驱动要求的前提下，不但可以使电机最大功率倍数，从而使系统逆变器容量降低，同时可以大大降低系统的损耗，提高系统的运行效率。通过理论分析和样机试验证明了绕组换接的有效性。     

无刷直流陀螺电机的高精度恒速控制

介绍了一种能够实现三相绕组无刷直流陀螺电机的锁相恒速控制方法,所提出的定脉冲三相移电路是将高精度的参考脉冲信号移相成频率不变、相位差为120°的三组脉冲信号,分别与各相反电势检测整形的反馈信号进行相位比较,由该比较输出的数字脉冲信号直接控制电机的三相绕组导通工作。锁定时,使电机反电势的频率脉冲与参考脉冲成为一一对应的关系,电机就处于高精度恒速运行。通过样机试验,其恒速控制精度达到0.001%。     

一种高精度无刷直流陀螺电机锁相稳速系统

设计了一种两相无位置传感器无刷直流陀螺电机锁相稳速系统，单片机与可编程逻辑器的结合使系统以简单的电路实现了各种数字信号的处理。锁定时，电机反电势频率脉冲跟踪基准脉冲，电机稳速运行。试验表明：该系统稳速精度高，实用性强，可靠性高。     

多级载荷下疲劳寿命的可靠性研究

本文利用断裂力学，疲劳及可靠性分析方法，讨论了剩余强度的概率分布。假定裂纹萌生阶段已结束，在裂纹扩展阶段。剩余强度R与裂纹长度α满足R=αK，α^-1/2，裂纹扩展速率可用Paris公式da/dN=c(△K）^n描述，在以上两个公式的基础上，我们推导出了疲劳载荷过程中剩余强度，循环应力，疲劳寿命及失效概率间的关系。选用变速箱齿轮12Cr2Ni4钢制成的试样，我们在Amsier HFP5100高频疲劳试验机上，两级循环应力水平下进行了9组试验，得出了12Cr2Ni4钢的P-R-S-N曲线。利用该曲线估算了12Cr2Ni4钢多级载荷下的疲劳寿命。同Mine准则计算的结晶相比更接近真实值，本文的方法具有较强的工程实用性，对承受疲劳载荷零构件的选材及设计具有重要的参考价值。     

硅微机械陀螺传感器信号的检测方法

硅微机械陀螺是近几年发展起来的一种新型惯性元件。由于其巨大的军事和民用价值,各国均将研制过程中的关键技术列为高度机密。本文对硅微机械陀螺的关键技术之一 传感器信号的检测方法进行了探讨。提供了几种硅微机械陀螺传感器信号的检测方法,并对这几种检测方法进行了比较。     

关于陀螺信号处理中小波基选取的研究

在建立陀螺漂移的数学模型的基础上，使用不同的小波基对陀螺输出信号进行多尺度小波分解，去除由噪声产生的小波系数，从而达到消除噪声的目的。从不同小波基的滤波效果来看，双正交样条小波Biorl.5具有较好的去噪效果，从而也验证了小波对称性在陀螺信号去噪中的重要性。     

微机械陀螺仪的研制现状

介绍了当前国内外微机械陀螺仪的研制现状，阐述了微机械陀螺仪的两种典型结构，指出了微机械陀螺仪的发展方向。微机械陀螺仪正朝着小型化和低成本方向发展，将会在集成式导航系统和运动控制系统中大量使用。