干涉型光纤陀螺微小信号的检测与分析

干涉型光纤陀螺(IFOG)是一种新型的光学陀螺仪,其性能直接决定了惯性导航系统的精度。由于静态情况下IFOG的模拟信号较弱小,容易被各种噪声淹没,因此,无法对IFOG的静态性能做出正确的评估。针对某型号IFOG输出信号的特点,提出了一种微弱信号检测和滤波方案,通过大量的静态和动态试验证明:该方案能显著提高IFOG输出信号的信噪比,将IFOG原始输出信号从各种噪声中有效、实时地提取出来。同时,该方案价格相对低廉。     

城市地下工程测控技术的几个问题

城市地下工程施工中测控技术及其精度是保证地下工程按设计要求准确贯通和工程质量的关键环节。结合南京地铁一号线工程和上海市某超长盾构隧道工程实践，探讨了地下工程测控技术的几个主要问题，采用GPS定位新技术、竖直导线定向法、加测精密陀螺方位角及棱镜法等方法进行了地下工程测控技术的研究，取得了令人满意的结果。工程实践表明，上述采用的测控技术和方法对于城市地下工程施工有实用价值。     

ARM在转台弹载机构测试技术中的应用

高速旋转弹丸角运动的陀螺模拟测试是弹载机构物理仿真系统的关键技术之一．该文在建立弹载机构角运动模拟装置的基础上，摒弃了传统的碳刷机构测试方法，提出了一种基于ARM处理器嵌入式系统的弹载机构运动测试新方法。ARM处理器具有强抗干扰能力、存储量大、速度快和集成度高等优点。该测试系统能直接将动作参数高速存储，并较好地解决陀螺模拟试验装置中弹载机构受外界环境影响较大的问题。在高速条件下，正确地测出弹载机构的动作参数．为正确模拟和测试高速旋转弹丸角运动奠定了基础。     

压电陀螺漂移特性的灰色神经网络建模研究

在不同温度和运行时间下,压电陀螺的静态零位漂移和刻度因子变化表现为非线性和多值对应关系,基于时间序列的ARMA模型和直接采用温度单输入的前馈神经网络模型都无法正确描述压电陀螺的这种误差特性。提出一种将温度和时间作为输入,分别同时对应陀螺静态零位和刻度因子输出的三维空间下的单值对应关系,在运用灰色理论对数据进行预处理基础上,采用多输入单输出的RBF神经网络实现了对陀螺漂移特性的描述。仿真实验结果验证了该建模方法的有效性。     

一种混合建模方法在陀螺漂移预测中的应用研究

陀螺仪作为惯性导航系统的核心惯性器件,其漂移性能直接影响导航的精确性,分析陀螺漂移的变化趋势并预测由漂移所引发的陀螺故障具有重要的意义。提出一种基于灰色理论和平稳时间序列分析的混合建模方法,并将其用于预测陀螺漂移。实验结果表明该混合建模预测方法能够精确地预测陀螺的漂移,从而为陀螺的性能分析和故障预报提供依据。同时与单一预测方法相比,该混合方法具有较强的预测能力。     

基于RBF神经网络的井眼方位角误差建模及补偿

对于陀螺钻井测斜技术而言,由于惯性器件本身误差及井下恶劣条件带来的干扰均具有复杂性,误差补偿是影响测量精度的关键因素。在阐述陀螺测斜原理、分析测斜系统可能产生的各种误差的基础上,进行了测斜仪转台实验,并采用神经网络中的径向基函数理论建立了井眼方位角误差模型,将其建模性能指标与双线形插值建模指标进行综合对比,结果表明RBF网络建模时间短、拟合性能好、预测能力强、补偿后方位角误差得到有效抑制、补偿精度高,各项指标均优于双线形插值方法。     

基于DSP的加速计温度补偿系统的设计

为了消除环境温度对加速度计输出的影响,采用最小二乘法拟和建立了20℃-50℃温度范围内加速度计的静态温度模型.利用TMS320F240 DSP设计的数据采集和处理电路,将得到的补偿量输出到加速度计补偿电路,最终通过补偿电路的输出与加速度计输出进行叠加来实现对温度的补偿,使加速度计的输出随温度变化的数量级由1O-3变为10-4.     

子午线收敛角和垂线偏差对陀螺方位角的影响

陀螺经纬仪常用于测定井下或地面待定边的坐标方位角.主要分析了在陀螺方位角测量中,影响坐标方位角计算的2个因素--子午线收敛角和垂线偏差.根据赫里斯托夫子午线收敛角γ计算公式和常用近似公式,计算了不同纬度的γ值,对比分析得到:随着经差l的增大,近似公式计算误差相应增大,l=0.5°时计算精度可达0.01″～0.1″,此外给出了γ较差计算公式,并分析得到经差l小于1°时,公式计算精度可达0.001″.根据GPS法测量高程原理导出了垂线偏差计算公式,并结合某试验网数据分析得到垂线偏差最大值一般小于20″,这和理论上的结论较吻合.     

低成本姿态测量系统研究

针对由低精度的惯性陀螺、加速度计、磁强计组成的低成本姿态测量系统,该文进行了组合算法研究.设计了有陀螺测量和基于四元数差分法的无陀螺测量2种广义卡尔曼滤波器(EKF);采用四元数避免了欧拉角法的奇异问题;用高斯-牛顿误差最小法将六维观测量转化为四元数,作为观测量的一部分,显著减少了直接使用EKF的计算量.设计了仿真数据进行算法验证,成功地得到姿态估计,并对2种EKF滤波器在低速和高速状态下进行验证,取得良好效果.     

状态空间法分析叶片振动问题

基于离散的方法,建立了圆盘和叶片的动力学方程,该方程中包含有陀螺阵,并且陀螺阵和刚度阵是时变的矩阵,文中采用状态空间转移矩阵法对系统的稳定性进行了分析,最后对该方程进行了稳定性的数值仿真.