无人机机载测量系统校准设备设计

为解决无人机使用单位机载陀螺尚无定量校准检测手段的难题,提出了无人机姿态半实物仿真校准方法和以程控转台作为无人机姿态角、角速率的测量标准的方案,设计了模拟飞机姿态空间角激励源、校准台以及干井式温度校验器、静压压力校验仪、差压压力校验仪等无人机机载测量系统校准设备。     

捷联陀螺动态误差系数的标定方法研究

提出了在三轴模拟台（以下简称三轴台）上一次性标定捷联陀螺动态误差系数的测试方法,该方法充分利用了三轴台的速率功能来激励出陀螺的角加速度误差项,使得能一次性标定包括陀螺角加速度误差系数在内的所有动态误差系数成为可能,为解决在缺乏昂贵的角振动台的实验条件下建立捷联陀螺动态误差模型提供了理论依据。     

基于感应同步器的角位移测量智能节点的设计

应用于惯性导航领域的三自由度仿真转台常采用感应同步器作为角位移测量传感器,本文以旋变数字转换器RDC及数字信号处理器DSP为基础实现了感应同步器的数字化,同时感应同步器作为智能节点与三自由度仿真转台电机伺服系统组网,大大提高了角位移信号的传输距离及品质,实际测角精度达到5〞,动态跟随性良好。     

陀螺找北仪定位控制系统

本文讨论了陀螺找北仪定位控制系统的原理、结构、实验结果以及有关设计问题。系统采用多极正余弦变压器和RDC1704,对平面角位置进行精确检测,由微机控制力矩马达驱动平台转动到所需的位置,满足找北仪的需要。该系统实质上是一个微机控制精密角位置给定系统。     

硅MEMS陀螺教学实验平台搭建

基于硅MEMS陀螺体积小，工作原理较抽象，课堂教学接受比较困难的问题，搭建了一种硅MEMS（ Micro electro-mechanical System）陀螺教学实验平台。该实验平台主要由高精度转台、MEMS陀螺芯片、A／D转换电路、单片机数据采集及处理电路、液晶显示装置等组成。通过高精度转台等标准标定装置，对实验平台的性能进行了评价。结果表明：系统性能良好，能够满足实验要求。     

微石英音叉陀螺角速度信号提取方法的研究

研究微石英音叉陀螺的工作原理和微弱角速度信号的提取方法．从石英音叉陀螺敏感振动的近似动力学方程出发，推导了由哥氏惯性力引起的稳态和暂态振动信号以及陀螺检测输入角速度的灵敏度，并分析了材料各向异性与加工误差引起的正交误差信号特点，在此基础上分析了包含角速度信息的稳态信号与暂态信号、正交误差信号的差异，指出利用相关检测技术可在强背景噪声条件下提取出角速度信号，并通过数字仿真验证了角速度提取方案的可行性．     

基于陀螺仪转角传感器的动态信号测量 及物理参数时域识别

针对结构识别算法应用于实际工程时,结构的转角信息难于准确测量及转角自由度通常容易被忽略的问题,本文研究了使用陀螺仪转角传感器测量动态信号的方法及响应信息不完备条件下的结构物理参数识别.首先,针对结构转动响应信息测量困难这一问题,提出采用商业级的微机电系统（MEMS）陀螺仪传感器测量角度和角速度响应,并基于最小二乘递推算法对结构物理参数识别方法进行了理论公式推导.然后以一座4层框架结构为算例进行分析,设置由广义逆方法重构转角和采用转角真实值两种工况,并对结构物理参数进行识别,从而验证了理论推导的正确性.同时,对两种工况下所识别的物理参数进行比较,结果表明重构转动响应时物理参数识别的效果不够理想,故考虑测量转动响应.先对MEMS陀螺仪传感器在受到冲击振动下的动态精度进行了试验验证,在结构的初位移小于10 mm时,动态角度测量的精度为0.1°.在此基础上,通过一个3层2跨的钢框架模型的动力试验实测数据和分析结果,验证了使用MEMS陀螺仪传感器直接测量转动响应相比于重构转动响应对弯剪型结构进行刚度参数时域识别的效果更好.     

压电射流速率传感器特性补偿与应用

在当前还没有直接测量大口径火炮振动角速度的传感器情况下,该文选用了抗冲击性能好的PFRS型压电射流速率传感器,并采用数字滤波法,对其动态特性加以补偿。结果表明:补偿后传感器的动特性得到了较大改善,可满足于大口径火炮振动角速度的测量。     

基于齐次坐标变换的陀螺框架加工误差分析

针对陀螺框架高精度垂直孔系加工精度影响因素多且无综合分析测评方法的工程实际,采用齐次坐标变换的分析方法,建立了坐标镗床上应用转台精镗陀螺框架孔的同轴度误差模型,设计实现了误差分析软件,对陀螺框架的同轴度误差进行了定量分析,实现了陀螺框架加工误差的快速预测．加工试验结果表明该模型分析结论与加工试验结果具有较好一致性,分析方法对系列新产品开发具有指导作用．     

Gasflow style level posture sensor and angular velocity gyroscope assembled inertial sensor

The compensational loop consisting of a gasflow style angular velocity gyroscope and gasflow level posture sensor is proposed to improve the signal of gasflow style tilt. This compensational loop could remove acceleration interfere from the signal of tilt. This assembled gasflow type inertial sensor not only measures static state angular, but also restrains the acceleration which interferes the output signal of level posture sensor in dynamic situations. Therefore, the precision of outputs signal increases greatly. Moreover, the output signal includes the angle velocity signal.     

Gasflow style level posture sensor and angular velocity gyroscope assembled inertial sensor

The compensational loop consisting of a gasflow style angular velocity gyroscope and gasflow level posture sensor is pro- posed to improve the signal of gasflow style tilt.This compensational loop could remove acceleration interfere from the signal of tilt.This assembled gasflow type inertial sensor not only measures static state angular,but also restrains the acceleration which interferes the output signal of level posture sensor in dynamic situations.Therefore,the precision of outputs signal increases greatly.Moreover,the output sig- nal includes the angle velocity signal.     

光纤激光陀螺的实验研究

分析了光纤激光陀螺系统的工作原理和基本构成,采用单向泵浦光纤复合谐振腔结构的光学系统设计方案,通过调整光学系统结构参数,实现了窄线宽单模激光输出. 在此基础上实现双向功率匹配,并最终获得稳定的角速率旋转电压信号. 结果表明,该实验装置具有可行性,通过转台实验测得光纤激光陀螺的灵敏度为0.02°/s.     

一种实用的微机化光栅测量仪

本文在光栅测量仪的基础上,应用微机技术,充分发挥软件功能,使其智能化,从而使之性能稳定,工作可靠,操作简易,为广泛应用于机械加工,现场检测开辟了新的前景。     

改进的对数算法求解GFSINS的角速度

基于一种9加速度计配置方案,应用对数算法对无陀螺捷联惯导系统的角速度进行求解,对传统对数算法解算角速度进行了推导,详细分析了该方法解算角速度造成不能判断符号的原因,并针对此问题提出了积分法和一种准无陀螺方法来判断符号的解决方案.对传统对数算法和改进的对数算法解算角速度进行了仿真试验,验证了改进的对数算法可以判断解算角速度的符号.     

基于无线体域网的人体姿态多级分层识别算法

为解决无线体域网WBAN(Wireless Body Area Network)中人体姿态识别率低、算法复杂的问题, 设计了一种以多层分级理论为基础的人体姿态多级分层识别算法。考虑到使用者的舒适度, 将九轴加速度陀螺仪传感器(VG350) 做成腰带佩戴在腰部实时采集数据。运用加速度向量幅值(SVM: Signal Vector Magnitude)、角度、角加速度和位移等参量, 通过对实际测量数据的分析, 将坐、蹲、弯腰、慢走和跑等姿态进行识别。实验结果表明, 该算法简单, 姿态识别率高达96. 5%。     

发射状态下定向器束角速率信号的联合时频分析

采用角速率作为定向器束振动特性的表征 ,用压电射流角速率陀螺仪测量了定向器束实际发射状态下的角速率。其时间历程包括发射时弹体在管内运行、燃气对定向器束冲击及冲击后定向器束自由振动的振动角速率。利用联合时频分析方法分析了振动角速率信号 ,确定了发射状态的不同时刻定向器束的振动频率     

基于数据增广灰色神经网络的ACFM裂纹角度预测

交流电磁场检测（Alternating current field measurement,ACFM）技术广泛应用于制造业等工业领域中金属结构物的缺陷检测。本文针对单传感器在非预知缺陷检测过程中存在的角度偏转及裂纹定位等问题展开了研究,首先通过COMSOL Multiphysics仿真结果可知:场强的X和Y方向分量在角度偏转的过程中存在信号互补的规律,然后通过建立比例因子进而实现了数据增广型灰色神经网络模型（Data augmented grey neural network model,DA-GNNM）的预测,同时模拟预测对比回归预测可知DA-GNNM模型的预测效果较优。此外通过多梯度偏转仿真实现了偏转裂纹的重构,其次通过搭建实验平台以及信号特征提取等工作验证了DA-GNNM预测模型的合理性,平均预测误差2.56%;最后通过预测角度进一步改善了非平行检测过程中裂纹重构图像的偏转问题。     

陀螺仪有源磁悬浮控制系统的设计与实现

为克服液浮陀螺仪在动态工作情况下精度的不确定性,提高陀螺仪的动态性能和稳定性,设计了一种有源磁悬浮数字控制系统．该系统利用相关解调技术解算反馈控制数据,实现液浮陀螺仪浮子在三维空间中快速精确定中．实验证明,该方案设计先进可行,采用有源磁悬浮系统的液浮陀螺仪24h随机漂移为0．0006°／h．     

基于磁强计和MEMS陀螺的弹箭姿态探测系统

为解决弹道修正弹箭中捷联式姿态测量系统误差随时间不断积累的问题,设计了一种由二轴磁强计和MEMS陀螺构建的低成本弹体姿态磁-惯性测量系统,利用磁强计测量的地磁信息修正MEMS陀螺解算的姿态角误差. 在此基础上,提出了将两轴地磁信号解算滚转角融入陀螺解算的姿态优化算法,研制的原理样机在二轴转台上进行了测试. 有限的试验表明:在一定条件下,该测量系统可有效抑制陀螺漂移引起的姿态误差,能可靠地用于弹道修正弹箭的姿态测量.      

球形流体转子陀螺仪动力学分析

球形流体转子陀螺仪是利用在球腔内旋转的流体作为惯性元件的新型陀螺仪,可作为双轴速率陀螺仪在航空及航天技术中量测载体的角速度或自旋卫星的章动角。本文系统地分析了这种陀螺仪的动力学原理,导出了计算公式,并建立各种设计参数与量测灵敏度和精度之间的关系,为新型陀螺仪的研制工作提供理论基础.