陀螺经纬仪定向中灵敏部摆动中值的计算模型

针对逆转点法陀螺经纬仪定向中,陀螺灵敏部摆动周期振幅衰减和摆动过程中重心漂移的特性,利用间接平差原理建立灵敏部摆动中值计算的衰减模型和漂移模型.采用两种数学模型对多组逆转点观测数据计算陀螺灵敏部摆动中值及其中误差.结果表明:在多数情况下,采用衰减模型与现有舒勒公式的计算结果基本相同,计算值的中误差较小.在陀螺摆动状态不理想的情况下,采用漂移模型计算陀螺灵敏部摆动中值则具有较高的精度.     

双质量微机电陀螺驱动轴结构不对称误差辨识

双质量微机电振动陀螺驱动轴振动的对称性是影响陀螺性能的重要因素,造成振动不对称的主要原因是驱动电容、检测电容和弹性梁刚度都存在不对称误差。该文建立了非理想双质量陀螺驱动轴的动力学模型,分析了刚度不对称和驱动力不对称对陀螺振动特性的影响。弹性梁刚度不对称误差是导致双质量块振幅不等的主要因素。提出了一种通过扫频测试和数据处理辨识不对称误差的方法,采用该方法对所研究的双质量陀螺的不对称误差进行了辨识。依据误差辨识参数对驱动轴振动模型的频率响应特性进行了计算,计算结果和测试结果一致,验证了该辨识方法的准确性。     

基于模型预测的无人机组合陀螺在线标定

为解决无人机长时间航行时, 由于环境等因素的变化, 导致陀螺漂移、 标度因数误差和陀螺安装轴不正交误差的问题, 借助天文导航系统(CNS: Celestial Navigation System)提供的高精度姿态信息, 基于四元数误差建立陀螺在线标定误差模型, 提出一种基于模型预测的捷联惯性导航系统(SINS: Strap Down Inertial Navigation System)/CNS组合陀螺在线标定混合滤波方法。仿真结果表明, 该方法能够很好地适用于在线标定, 不仅满足标定精度要求, 而且降低了滤波的计算量, 提高了滤波的数值稳定性。     

基于模型预测的无人机组合陀螺在线标定

为解决无人机长时间航行时,由于环境等因素的变化,导致陀螺漂移、标度因数误差和陀螺安装轴不正交误差的问题,借助天文导航系统(CNS:Celestial Navigation System)提供的高精度姿态信息,基于四元数误差建立陀螺在线标定误差模型,提出一种基于模型预测的捷联惯性导航系统(SINS:Strap Down Inertial Navigation System)/CNS组合陀螺在线标定混合滤波方法.仿真结果表明,该方法能够很好地适用于在线标定,不仅满足标定精度要求,而且降低了滤波的计算量,提高了滤波的数值稳定性.     

陀螺加速度计在无反转平台离心机上的测试方法研究

提出了一种在不带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计误差模型系数的两位置测试方法。在对陀螺加速度计离心机测试环境分析研究的基础上,指出了在不带有反转平台离心机上测试时,地球自转角速度对陀螺加速度计的输出产生周期性误差,影响了测试精度。所提出的测试方案和辨识方法解决了地球自转角速度对陀螺加速度计的输出造成周期性误差这一重要问题。阐述了所提方案的测试原理,并提出分离和精确标定陀螺加速度计误差模型系数的数据处理方法。     

基于Faraday效应的光纤陀螺频率响应测试方法

为解决光纤陀螺全频带频率响应测试问题,提出了基于光纤陀螺Faraday效应的频率响应测试原理。用有限元法建立光纤环的传输模型,在使用高折射率光纤和光纤环固化条件下推导了光纤陀螺的Faraday效应输出模型,得出光纤陀螺Faraday效应输出与磁场强度成正比的结论。根据光纤陀螺的检测原理,分析了该测试方法与角振动台测试法的等效性。设计了模型验证实验,结果表明该方法可以克服角振动台测试法输出频率低的缺点,可以对光纤陀螺的全频带频率响应进行测试。     

近似非线性滤波在陀螺漂移误差模型辨识中的应用

提出了应用近似非线性滤波技术，辨识陀螺漂移误差模型的方法。这一方法可以由伺服法测试数据中分离出陀螺漂移误差曲线，并通过粗精两种估计，能精确地辨识出陀螺误差模型。对静电陀螺仪实验数据分析结果表明，文中提出的方法完全能满足高精度陀螺仪漂移误差模型的建模要求。     

隔离船摇补偿新方法探究

提出了一种新的隔离船摇的方法--陀螺前馈补偿法.对自跟踪位置环、含有陀螺反馈内环的自跟踪环和含有陀螺前馈补偿的自跟踪环这三种环路的船摇隔离度进行了对比分析和计算.与传统的陀螺反馈法相比,陀螺前馈补偿法隔离船摇的效果明显提高.     

双质量硅微机械陀螺固有频率温度特性研究

为提高双质量硅微机械陀螺温度特性,该文对陀螺固有频率进行了温度特性研究。分别对杨氏模量温度系数、热应力和材料的热膨胀系数三种因素导致的陀螺固有频率随温度变化特性进行了理论数值计算和有限元仿真分析。为避免由于电路、杂散电容和其他因素引入的测量误差,提出了基于振铃原理的硅微机械陀螺固有频率测量方法。采用该方法在高精度恒温箱中测量了不同环境温度下双质量硅微机械陀螺的固有频率,并计算了陀螺固有频率温度系数。误差分析表明该测量方法测量高品质因数陀螺的固有频率精确度高。实验数据验证了理论分析和仿真结果,杨氏模量温度系数是导致硅微机械陀螺固有频率随温度变化的最主要因素,并且硅微陀螺固有频率与温度近似成线性关系。研究结论为双质量硅微机械陀螺的温度优化设计提供了理论依据。     

环形激光陀螺温度模型

温度效应是制约提高陀螺精度的重要因素。该文根据温度补偿要求,建立了温度场模型,使用有限元分析软件MARC2000采用两步计算方法在计算机上再现了陀螺启动过程中内部温度场分布的仿真结果;并通过红外测温技术测量了陀螺表面温度,大量实验数据证实了模型的正确性,可作为进一步分析温度场特性的基础。根据温度模型研究了增益区换热情况,认为对流边界层理论不适用于增益区换热,增益区换热的主要因素是原子与管壁的碰撞及管壁电子与正离子的复合。     

陀螺罗经系统用于井下姿态测量的数学模型建立

通过数学模型的建立,论证了用一个动力调谐陀螺和两个加速度计进行井下测量的的可能性,为把惯性导航技术用于民间测量提供了可靠的理论依据．     

基于HHT和FKNN的动调陀螺仪故障诊断研究

动调陀螺仪是一种重要的、典型的和复杂的机载机电设备。针对动调陀螺仪的故障结构特征,提出一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)和模糊Kohonen神经网络(FKNN)的动调陀螺仪故障诊断模型。首先,在对动调陀螺仪进行故障模式与影响分析的基础上,明确了故障模式及特征参数;针对特征参数中的随机信号,采用希尔伯特-黄变换进行特征提取;然后,在分析Kohonen神经网络结构、原理及不足的基础上,提出一种模糊Kohonen神经网络诊断模型;最后,通过诊断算例进行分析验证。结果表明所提出方法在动调陀螺仪故障诊断中具有较高的正确诊断率。     

载体驱动硅微机械陀螺的电学模型研究

本文针对载体驱动硅微机械陀螺的动力学特性，建立了基于微机械陀螺机械振动特性和电学特性的等效电路模型，利用电学模拟工具Pspice对模型进行了验证。模拟分析与实验结果表明，采用机电模拟方法建立的微机械陀螺电学模型可替代动力学模型，用于接口电路的设计与仿真， 利用该模型设计的电路能满足载体驱动硅微机械陀螺性能指标的要求。     

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．     

MEMS陀螺仪的一种新颖高精度标定算法研究

为了提高微机电系统(microelectro mechanical systems,MEMS)陀螺仪的测量精度,分析了MEMS陀螺仪的静态误差,建立了MEMS陀螺仪的输出模型和标定原理,提出了一种新颖的加权递推最小二乘标定算法,该算法可对MEMS陀螺仪进行高精度的标定,并对低精度MEMS陀螺仪给出了有效自适应滤波处理方法?通过大量实验数据分析表明,利用提出的标定算法,误差补偿后的MEMS陀螺仪性能得到了显著的提高?     

基于改进灰色模型的MEMS陀螺仪零偏温度补偿

微机电系统(micro-electro mechanical system,MEMS)陀螺仪的零点漂移是影响陀螺仪测量精度的主要因素.针对MEMS陀螺仪零点漂移随温度变化的非线性问题,以MEMS惯性传感器为试验对象,采用小波变换对MEMS陀螺静态实验零偏数据进行滤波,结合改进灰色预测模型估计零偏随温度变化趋势,获得基于小波变换和改进灰色预测的温度补偿模型.与常规补偿模型算法比较表明,基于小波变换和改进灰色预测的温度补偿模型均方根误差和平均绝对误差更小,MEMS陀螺仪零点漂移的均方根误差和平均绝对误差分别减少到0.025 0和0.018 0,验证了该补偿模型的可行性,对提高陀螺测量精度具有较好的理论意义和工程应用价值.     

基于ABAQUS的陀螺仪模态分析

利用ABAQUS软件对某海军舰船陀螺仪进行了模态分析.采用三维实体单元离散陀螺球,建立了陀螺球的有限元分析模型.分析了该陀螺仪的垂直环前6阶固有频率及振型,为陀螺球响应分析提供了重要的模态参数,同时也为结构的改进设计提供了理论依据.     

扇形梳齿驱动式微机械隧道陀螺仪的初步研究

设计了一种扇形梳齿驱动式隧道陀螺仪,意在取代现有的平板驱动方式,以此来提高陀螺仪的灵敏度.从扇形梳齿驱动的工作原理出发,推导了该型陀螺仪的运动方程,分析了结构参数与其灵敏度的内在联系.在此基础上,对陀螺仪设计中与陀螺仪性能相关的机械耦合、静电驱动频率和敏感方向刚度等问题进行了有益的探讨,揭示了静电驱动频率的选择与敏感方向品质因子和驱动方向品质因子大小之间的内在联系,为陀螺仪的尺寸优化设计奠定了理论基础.     

振动轮式微机械陀螺仪微分方程模型及解的存在惟一性

通过振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图,详细介绍了该陀螺仪的工作特点.利用欧拉动力学方程给出了该陀螺仪的数学模型.利用常微分方程组解的存在性定理,讨论了解的存在惟一性,并利用振动轮式微机械陀螺仪的基本工作特点对该微分方程模型进行了简化.