三轴光纤陀螺时分复用时序设计

介绍了采用光纤陀螺器件共享、基于时分复用的三轴一体化光纤陀螺的结构及其工作原理.针对时分复用方案的特点,在满足相关器件工作要求的条件下,重点讨论了三轴陀螺时分复用工作时控制信号的工作时序.     

采用DDSOG工艺加工Z轴微机械陀螺仪实验

从理论上分析了Z轴微机械陀螺仪结构的工作机理,比较了体硅薄片融解工艺和DDSOG工艺的优缺点.介绍了采用DDSOG工艺加工的Z轴微机械振动陀螺的特点,并与采用体硅薄片融解工艺加工的相同Z轴微机械振动陀螺进行了残余应力、品质因数及灵敏度等性能参数的比较,采用DDSOG工艺后陀螺的驱动品质因数是原来体硅薄片融解工艺的1.45倍,而检测品质因数是原来的0.11倍.最后,比较了采用2种不同工艺加工后Z轴微机械陀螺的实验结果,结果表明采用DDSOG工艺加工后陀螺的灵敏度比原来采用体硅薄片融解工艺加工的陀螺的灵敏度提高了近10倍.     

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。     

陀螺经纬仪快速定向新方法

本文提出了一种在半周期内(约4分钟)确定陀螺摆动平衡位置的观测方法——三点法.此法的实质是:在陀螺轴摆动第一个周期的前半周期内观测9个分划线的时间读数,按忽略衰减影响的陀螺轴摆动方程式,可以独立求得三个摆动平衡位置的读数,取其平均值.计算是在一台袖珍计算机PC-1500上按预先存入专门编制的BASIC语言程序进行的.对JT-15陀螺经纬仪的实验和生产测定结果表明:三点法的观测精度很好,三次测定摆动平衡位置的平均值的中误差小于±4.9”,一次测定陀螺方位角的精度与中天法的精度相同.     

陀螺稳定平台的摩擦振动

文中指出现有资料在考察陀螺稳定平台稳定轴干摩擦这个重要的非线性因素时的缺陷。推荐使用研究非线性振动的某些方法来考虑陀螺稳定平台稳定轴干摩擦的影响,特别是考察出现摩擦振动的可能性。通过分析看出,陀螺稳定平台不仅在转动基座上,甚至在恒星基座上也可能进入摩擦振动。     

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.      

一种基于相关特性的低精度IMU初始方位角对准方法研究

为降低陀螺制造成本，本文针对只需定向而对定位精度要求不高的捷联惯性导航系统，提出了一种两位置对准改进优化方法。该方法基于对准误差与水平X、Y轴陀螺随机噪声在东向投影的相关性，且与惯性导航设备所处的方位角有关的原理，通过在精对准时将惯性测量单元（IMU）转到0°和18 0°，降低Y、Z轴的陀螺精度对初始对准精度的影响，从而实现以较低精度陀螺完成精确初始对准的目的。最终进行了相关仿真试验和实物测试，结果表明，本文提出的方法在Y、Z轴陀螺精度降低50%时，仍能保持初始对准精度不变，进一步验证了本文所提方法的有效性。     

改善MEMS陀螺误差温度稳定性的驱动力补偿方法

由于微机电系统(MEMS)陀螺通常采用微加工工艺生产制造,因此总是受微加工过程带来的的各种精度缺陷影响。对于MEMS陀螺,其零位输出误差因受环境因素影响而无法保持稳定,随时间表现出漂移特性,这种特性严重限制了MEMS陀螺在更高精度应用中的可用性。该文研究了一种改善MEMS陀螺零位误差温度稳定性的方法。通过分析陀螺运动特性及主要误差源,阐明陀螺驱动力对检测方向的耦合作用是零偏误差同相分量产生并随温度漂移的主要原因之一。为抑制陀螺驱动力耦合作用,提出对陀螺检测轴施加补偿静电力的方法。温度试验结果表明:施加补偿作用后,陀螺零偏误差同相分量的温度稳定性在12～60℃范围内提高了3倍以上。     

灯泡贯流式机组轴系统的横向自振特性

利用有限单元法，考虑陀螺效应等因素，编制机组轴系统横向振动的自 振频率计算的计算机程序并计算轴系的自振频率．然后，分析油膜刚度以及 轴承座和基础的弹性对轴系自振持性的影响．结果表明：油膜轴承的交叉刚 度、陀螺效应以及轴承座和基础的弹性对轴系的自振特性的影响非常显著； 因此，在计算轴系的自振频率时，非常有必要考虑这些因素的影响．     

惯导陀螺零漂对末制导炮弹弹道性能的影响

该文依据惯导飞行阶段控制指令的生成原理,通过建立零漂对惯导陀螺外框轴偏转角度的数学模型,利用末制导炮弹全弹道刚体运动模型,根据仿真计算结果,分析了惯导陀螺零漂对末制导炮弹弹道性能的影响特点。得出了惯导陀螺定向轴纵向零漂对射程、侧向零漂对弹道侧偏有重要影响的结论,对新型末制导炮弹研制过程中的惯导陀螺零漂控制以及末制导炮弹射表的编拟有重要的理论指导价值。     

在Reissner-Nordstrm黑洞时空中沿径向自由下落陀螺轴的运动

研究了Reissner-Nordstrom时空中沿径向自由下落的陀螺自转轴的运动.结果表明,在正交标架中,当陀螺沿径向自由下落时,其自转轴朝径向偏转.     

融合双轴加速度计与单轴陀螺仪的滚转角测试方法

实时高精度滚转角信息对提高高速旋转弹药制导精度尤为重要。由于弹体纵轴存在高速旋转,若纵轴采用大量程陀螺,则会带来较大的输出噪声,同时不可避免地存在累积误差,导致滚转角测量精度不高。为解决这个问题,提出了一种融合双轴正交加速度计与单轴陀螺仪的滚转角测试方法,纵轴采用大量程陀螺进行滚转角测量,双轴正交加速度计测量横轴和竖轴上的加速度,利用低通滤波提取重力投影测量滚转角,由加速度计得到的滚转角作为观测量,基于卡尔曼滤波（KF）融合两种方式得到滚转角信息,利用加速度计修正陀螺仪从而提高滚转角测量精度。为验证算法的有效性,进行了弹道仿真实验,实验结果表明：在6.68秒的外弹道飞行过程中,单独使用加速度计测量滚转角精度为（RMSE标准）15.58°,单独使用陀螺测量滚转角精度为1.36°,融合算法精度为0.57°,且不存在累积误差。实验表明,该算法具有重要的工程应用价值     

硅微机械振动轮陀螺仪动力学

捻地了硅微机振动轮陀螺仪的动力学方程,给出了它的运动规律,分析了载体绕空间任意轴匀速旋转时干扰力矩所引起的漂移率。     

用于减小框架轴摩擦力矩的电磁式振动器

研究了一种安装于机电式陀螺仪框架轴上、用于减小摩擦力矩的电磁式振动器．基于步进电机的原理,给出了电磁式振动器步距角的计算方法．实验证明,该电磁式振动器的步距角在100mA脉冲下的平均值为0．75°,与设计值基本吻合．通过减小摩擦力矩,可以使陀螺仪的零位电流从30mA降低至1mA以下．应用电磁振动器能有效减小陀螺仪输出轴上的摩擦力矩．     

三轴光纤陀螺测井仪设计与实现

本文提出的三轴光纤陀螺测井仪解决了长期困扰测井施工不能在套管中测量方位的难题;仪器采用DSP和FPGA的计算平台,实时采集光纤陀螺和石英加速度计的值,并通过四元素法不断更新姿态矩阵,从而达到了实时计算井斜和方位的目的。     

静电陀螺寻北仪静电力干扰的仿真分析

以静电陀螺仪为核心部件的静电陀螺寻北仪是一种高精度的寻北仪器,其中静电力干扰是主要干扰源之一。本文针对静电陀螺寻北仪中的静电力干扰进行仿真分析。图形仿真结果直观地表明了转子的二次谐波、三次谐波,沿ｘ轴、ｙ轴相对电极的面积差,沿ｘ轴、ｙ轴的电极错位以及转子中心相对电极中心的偏移对干扰力矩影响的性质及大小。仿真结果可作为结构及系统设计的参考。     

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。     

圆形筛动力学分析

将圆形筛的运动简化为一般运动,视圆形筛框体及激振轴组成的振动体为一个简单的陀螺体。振动体的定点运动为作正向进动、负章动以及反向自转的规则运动;激振轴的定点运动为作正向进动、负章动以及正向自转的规则进动。选用莱沙尔系来建立并解出了振动体的定点运动微分方程,建立并解出了振动体质心运动微分方程。从而为求圆形筛上任一点的运动规律及圆形筛的设计奠定了基础。     

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%。