一种陀螺随机漂移的高精度组合建模方法

随机漂移是制约陀螺精度的一个重要因素,提出了一种对陀螺随机漂移精确建模的方法.利用小波降噪技术消除信号中的高频噪声,再将降噪后的数据序列平稳化,对平稳化后的数据序列进行AR建模、卡尔曼滤波,得到陀螺随机漂移的估计量.用Allan方差等方法对仿真结果进行了检验,表明了该方法的有效性.该模型可用于补偿惯导系统中陀螺漂移产生的随机误差,以提高制导精度.     

陀螺力矩的张量导出

陀螺力矩与科氏惯性力矩关系是一难以理解的问题,本文从教学考虑,应用张量运算清晰地解释了陀螺力矩等于科氏惯性力矩.     

马格努斯效应对旋转弹自动驾驶仪影响的研究

为了分析马格努斯力矩对单通道旋转弹自动驾驶仪的影响,在准弹体系下建立了旋转弹加速度反馈自动驾驶仪模型.观察了不同马格努斯力矩对自动驾驶仪的影响,并与速率陀螺反馈自动驾驶仪进行了对比.仿真结果表明了该建模分析方法的正确性,并证明了加速度反馈相对速率反馈能够有效降低马格努斯力矩对旋转导弹的干扰作用.     

一种空间飞行器轨控发动机干扰力矩的测试方法

轨控发动机对空间飞行器姿态的干扰力矩是影响姿态估计精度的重要因素,为了解决轨控发动机干扰力矩在地面难以准确测量的问题,提出了一种在空中进行的轨控发动机干扰力矩测试方法.此方法通过在空间飞行器飞行过程中轨控发动机轮流开机,利用惯测组合陀螺记录弹体姿态角速度的变化情况,从而计算出轨控发动机的干扰力矩.数值仿真结果验证了该试验方法的有效性.     

瞄准系统中计算陀螺的非线性误差数学模型研究

针对瞄准系统中计算陀螺的非线性问题,本文在考虑陀螺铝碗曲率的情况下,采用线性代数的方法,推出了铝碗所受电磁力矩的一般表达式,建立了陀螺非线性误差的数学模型,并对其进行了分析。测量结果表明,非线性误差数学模型真实地反映了客观实际,具有相当精确性。本文得出的数学模型,对解决计算陀螺非线性误差问题具有较大参考价值。     

光纤陀螺随机漂移分析与建模方法

随机漂移是影响光纤陀螺精度的重要因素。根据光纤陀螺静态漂移测试信号,利用Allan方差法对光纤陀螺随机漂移误差进行了分离和辨识,并分析了系数拟合过程中最小二乘法的病态矩阵问题。最后探讨了利用AIC准则和长自回归法建立光纤陀螺随机漂移ARMA模型的方法,为进一步对光纤陀螺输出信号进行滤波处理奠定了基础。     

基于鲁棒调节和目标值滤波的CMG群力矩控制

为实现控制力矩陀螺群高精度快响应力矩控制,提出了一种基于鲁棒调节和目标值滤波的控制方法。建立了采用永磁直流无刷力矩电机的框架伺服系统数学模型,根据被控对象的传递函数设计了鲁棒调节器,针对装置状态可观测的特点对鲁棒调节器进行了简化,提出了镇定补偿器和伺服补偿器的关键参数计算方法,实现了转速控制的渐近调节且确保了动态性能指标,并提出采用目标值滤波器进一步加强系统的动态跟踪性能;在此基础上,依托金字塔安装构型的控制力矩陀螺群实现了系统力矩快速精确输出。MATLAB仿真结果表明:所提出的控制算法对1N·m的力矩阶跃信号控制误差较传统比例-积分-微分算法降低了65.7%,响应时间减少了37.2%;对sin(20πt)N·m的正弦力矩跟踪时,可将力矩输出误差稳定在±2.1%之间。     

空间站零燃料大角度姿态机动路径存在性分析

零燃料大角度姿态机动技术是新近应用在国际空间站的新概念姿态控制技术。构造了以控制力矩陀螺为执行机构的空间站姿态控制动力学模型,在此基础上,建立了空间站本体与控制力矩陀螺之间的角动量守恒关系。针对各类大角度姿态机动任务,通过分析空间站惯量参数与控制力矩陀螺性能参数之间的解析关系,得到了零燃料大角度姿态机动路径的存在性条件。通过规划算例验证了存在性分析的正确性。所提出的零燃料大角度姿态机动存在性条件,为姿态机动路径的存在性判断提供了便捷可行的方法,为零燃料大角度姿态机动技术未来在我国空间站实施的可行性论证提供重要的理论依据。     

关于动压气浮自由转子陀螺仪力矩再平衡回路设计中的几个问题

本文由三个部分组成:第一部分介绍动压气浮自由转子陀螺仪的数学模型;第二部分讨论设计力矩再平衡脉冲调宽伺服系统中的某些限制条件;最后部分讨论力矩再平衡回路中的耦合影响分析和去耦设计。由于在采用变间隙力矩器时的动压气浮自由转子陀螺仪中存在着跟踪力矩和反弹性力矩,使其模型与通常的理想陀螺模型有差别,因而在设计力矩再平衡回路时也有不同。该陀螺仪作为角度敏感器应用时,两个回路之间的耦合是重要的,本文提出一种简单的去耦设计方法。     

无人机自动驾驶仪微分控制分析

本文根据某型无人机在常值干扰力矩的作用下,飞机姿态角存在静差,并产生振荡这一现象,提出了在某型无人机中加入角速度陀螺的设想,并以纵向俯仰角为例,根据飞机纵向短周期运动方程和自动驾驶仪的控制律,利用根轨迹法对控制系统进行初步的理论分析,为某型无人机加入角速度陀螺,提供了理论依据。     

基于ADIS16375的误差补偿在姿态解算中的研究

在捷联惯性导航系统姿态解算的过程中,陀螺仪器件自身测量精度起到了重要作用。在ADIS16375元器件进行了工厂级校准和提供可选择滤波器库的基础上,针对影响姿态解算精度的最主要的两类误差:固定零偏和随机噪声,建立一种简单实用的特性模型。分别对固定零偏进行校正和采用小波滤波对陀螺仪误差进行补偿。试验结果表明陀螺仪误差补偿在静止状态零偏稳定性和角度漂移抑制方面有显著提高,而运动过程中在对角度漂移抑制的同时也提高了姿态解算精度。     

光纤陀螺在车载惯性平台稳定回路中的仿真

为了延长车载惯性平台的使用寿命并提高其稳定精度，在原有平台机械结构的基础上，提出采用光纤陀螺代替原有的挠性陀螺作为惯性平台的敏感元件，并重新建立了平台系统稳定回路的数学模型。仿真研究表明该数字稳定回路具有较好的动态和稳态性能，能够满足系统的设计要求。经实验验证，该光纤陀螺惯性平台系统已实现功能要求。     

基于星敏感器的陀螺仪误差参数实时修正

主要研究导弹发射升空以后,通过星敏感器测星实现对捷联惯导系统中陀螺仪误差参数的实时修正技术。从传统的星光制导原理出发,通过对数学平台系失调角的分析,论证了基于单星敏感器情况下的陀螺仪误差参数分离方法,并给出了具体的仿真结果,对实际系统的使用具有一定的指导意义。     

Analysis on Stability of Coning Motion of Rockets Based on Nutation Theory

A nonlinear mathematic model taking the nutation and precession angles as variables for the coning motion of projectile was established according to a short period moment projection of the spining projectile. By introducing the generalized nutation angle and precession angular speed, the model that is difficult to be resolved can be transformed to a resolvable one. The interrelationship between nutation and precession was analyzed based on the linear model, and the stability condition was obtained for the spinning projectile. For the nonlinear model, the effects of the nutation and precession on the limit circle of the projectile's coning motion were investigated, and the analytical relations between the nutation angle and the precession angular speed in the steady coning motion of the spinning projectile were given.     

AR模型在陀螺仪性能故障诊断中的应用研究

对惯导系统上的陀螺仪在无故障和故障下输出的信号进行分析 ,计算出信号的特征量———均值、标准差、协方差 ,并用现代谱分析技术中参数模型功率谱分析的方法 ,建立信号的AR模型、绘出AR模型的功率谱图 ,对陀螺仪输出信号的变化进行了比较和分析 ,从而找出一种作为判断陀螺仪性能故障的依据     

任意张角水平对称天线的矩量法计算

以任意张角的水平对称天线为研究对象,应用矩量法对其进行计算,给出了利用矩量法求解天线问题的一般思路.基于Pocklington积分方程和Galerking法,采用分域积 Dirac函数展开及点匹配模式,计算得出此类天线的电流分布、输入阻抗和辐射方向图,并对不同张角和电长度的水平对称天线进行了比较,在实际使用中可根据不同通信要求对天线进行选择.     

基于在线动平衡的磁轴承参数辨识

针对磁悬浮刚性转子系统,提出了一种基于在线动平衡的磁轴承参数辨识方法。采用已知大小和相位的不平衡质量作为激振源,根据动平衡仪测得的转子不平衡响应,求得磁轴承位移刚度和电流刚度。利用某型磁悬浮控制力矩陀螺对该方法进行了试验验证,得到了一定转速范围内的磁轴承位移刚度和电流刚度,证明了该方法的正确性和实用性。试验结果表明外转子型磁轴承位移刚度和电流刚度随转速的增加而下降明显。     

跟踪陀螺仪的运动分析

根据跟踪陀螺仪的工作原理,推导出了陀螺仪的跟踪方程及其解,分析了陀螺仪跟踪运动的力学实质——进行与章动。为了提高跟踪精度。消除章动现象是必要的。     

激光陀螺数字抖动控制方法与特性

针对传统的模拟抖动控制系统体积大、灵活性差的缺点,设计了一种基于单片机的新的激光陀螺数字抖动控制方法,建立了陀螺抖动的数学模型,比较研究了传统的模拟正弦波驱动和新的数字方波驱动的抖动特性,指出了后者不同于前者的抖幅变化律及非线性的随机噪声注入方式。仿真和实验证明,该方法能很好满足激光陀螺抖动控制要求,保证陀螺性能。     

质量矩拦截器机动能力估算

首先介绍了质量矩拦截器的概念和特点,提出建立过载的速度是质量矩拦截器机动性的关键因素。通过建立简化的模型,得到了质量矩拦截器在俯仰平面内运动时建立攻角响应时间的解析表达式,并在此基础上进行了初步分析,表明质量矩拦截器具有很强的机动能力。