光纤陀螺输入轴失准角的温度特性

光纤陀螺的输入轴失准角温度变化特性是光纤陀螺惯性系统正交校准所面临的主要难题。提出了一种有效地消除输入轴失准角测量误差的测试方法;对三只椭圆环结构的光纤陀螺进行了输入轴失准角温度特性研究。结果表明,三只椭圆环光纤陀螺的输入轴失准角分布比较集中;此外,椭圆环光纤陀螺的输入轴失准角随着温度变化呈非单调的曲线变化,高温过程的变化速度相对较快。该结论对光纤陀螺环制作工艺的改进提供了测试依据,并有助于惯性系统正交校准的温度补偿技术研究。     

正弦波调制的光纤环本征频率测量方法

为了弥补传统光纤环本征频率测量方法中方波调制存在死区的缺陷,提出正弦波调制的本征频率测量方法。对正弦波调制下的光纤陀螺输出信号进行分析,得到二次谐波幅度与调制频率间的二次函数关系,通过计算抛物线顶点即可求得本征频率。依据该原理对已有的光纤陀螺进行升级改造,研制了一套本征频率测量系统。试验结果表明:该方法可达到1×10-5的测量精度,是一种成本低、精度高的光纤环本征频率测量方法。     

一种用于光纤陀螺光源的新型ATC系统设计

针对光纤陀螺的光源对ATC的基本要求,给出了造成谐振腔温度变化的因素,对LD的帕尔贴制冷原理和传统ATC的工作过程给出了详细的数学分析,建立了LD光源的ATC数学模型;根据系统在高频和低频干扰下的仿真结果,进行了系统参数优化和改进,设计了一种新型的高精度、双向调节ATC系统,在降低功耗的同时大大减小了光源驱动电路的散热和体积,实现了光源驱动电路的高精度、低功耗和小型化.在-30℃~30℃范围内的实际测试数据显示该系统较传统ATC精度提高了一个数量级,达到了0.1%,温度控制精度达到0.1℃,该系统对于光纤陀螺精度的提高和其它半导体激光器的温控研制有着重要的参考价值.     

光纤陀螺光路小型化技术研究

为了实现光纤陀螺的小型化,从其核心光路部分入手,提出了采用0.85μm波长方案,并对0.85μm波长光学元器件的特性进行了分析,根据其工作机理,进行了光路元器件的小型化;结合相关技术对光路进行了优化设计,实现了光路小型化。经验证,光路小型化后能满足系统应用的要求,是一种可行的方案,对光纤陀螺工程化具有重大指导意义。     

金属热防护系统瞬态热分析的并联一维模型

建立了可重复使用运载器金属热防护系统瞬态热分析的并联一维模型.根据热防护系统的结构特点划分了多条热流通路,将各热流通路离散化后给出了单条通路瞬态传热的隐式差分格式,采用热平衡法推导了串、并联两种类型公共节点的局部控制方程,并给出了传热问题中常见边界条件的统一表达式,最终形成了总体控制方程.通过数值计算获得了热防护系统瞬态温度场.计算结果表明:采用并联一维模型可以更真实、更准确地反映热防护系统的传热过程,对于热防护系统结构优化设计有较高的参考价值.     

失去润滑条件下弧齿锥齿轮传动系统瞬态温度场Simulink仿真分析

根据传热学理论和热网络法,以某型直升机尾减速器弧齿锥齿轮传动系统为研究对象,建立了其温度场Simulink仿真计算模型。基于该模型,计算获得该传动系统正常润滑条件下的稳态温度场,并以它作为初始条件计算分析该传动系统失去润滑条件下的瞬态温度场,为预测该弧齿锥齿轮传动系统在失去润滑条件下的干运转生存能力提供理论依据。     

无刷励磁机磁极形状的优化设计

通过解析计算和有限元仿真的方法分析了某型坦克发电机中无刷励磁机的动态励磁特性,指出其激磁绕组在高速工作过程中存在瞬态反电势过高的缺点。在此基础上,提出采用磁极端部削角的方法对磁极进行优化设计,以减小励磁磁链波动。有限元动态仿真结果表明：该优化设计方案虽然导致激磁绕组的磁链略有下降,但可以显著降低激磁绕组磁链波动,改善其反电势特性。     

基于小波分析的光纤陀螺信号处理

在分析光纤陀螺的噪声特性的基础上,研究光纤陀螺信号滤波的方法,采用基于S te in无偏似然估计原理,对光纤陀螺信号进行小波阈值除噪,从而达到抑制光纤陀螺中存在的1/fr噪声和白噪声的目的。实验结果表明,小波滤波的方法对于抑制光纤陀螺中的噪声,提高信噪比具有良好的效果。     

一种改进的强跟踪滤波算法的推导及仿真验证

针对一般强跟踪滤波算法(STEKF)在光纤陀螺动态输出滤波过程中存在跟踪效果不好的缺陷,分析推导一种新的强跟踪滤波算法(ISTEKF),使其能够克服原先算法存在的缺陷,并利用光纤陀螺动态输出数据进行仿真验证,滤波结果表明ISTEKF算法能够达到很好的跟踪效果,且具有较强的自适应能力。     

改进Costas环的GPS载波跟踪环路

针对高动态环境下载波信号会产生较大多普勒频移而导致跟踪环路失锁的问题,对其基带信号进行双向限幅以改进Costas环的鉴相特性。同时,采用叉积型鉴频器,通过频率牵引使捕获后的频差达到跟踪模块的工作范围,并根据对锁相环和锁频环的特性分析及其各自的优缺点,选择锁频环辅助锁相环的复合结构。仿真试验结果表明,在高动态环境下(运动速度1 200 m/s)该跟踪环可以快速跟踪卫星信号,即时误差趋近于0,且当加速度达到40 g以上时,经过该复合环跟踪后的多普勒频移比传统锁相环减小了50%以上。     

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。     

光纤陀螺标度因数的精确标定与补偿

根据光纤陀螺信号静态漂移的数学模型,提出了一种迭代标定方法,可以精确地补偿光纤陀螺的标度因数和安装偏角误差.考虑光纤陀螺标度因数与温度的非线性关系,采用了BP神经网络进行温度补偿,取得了理想的效果.     

光纤捷联惯导系统快速标定方法

为降低光纤捷联惯导系统标定对转台的要求,缩短标定时间,提出了一种利用双轴转台完成的八位置标定方法.根据光纤陀螺和石英加速度计的简化输出模型,在双轴转台上合理选择编排八个标定位置,利用输出脉冲量对光纤惯组的27个参数进行解算.通过数学仿真,该方法与使用传统方法标定精度相当,但标定时间短,方法简单易行.     

光纤陀螺仪基本原理与分类

介绍了光纤陀螺仪的基本原理及其分类方法,对干涉型光纤陀螺(I-FOG)、谐振型光纤陀螺(R-FOG)和受激布里渊散射型光纤陀螺(B-FOG)的工作原理、结构类型、主要优缺点及其改善性能的途径和发展趋势进行了分析。     

Optimal redesign decisions through failure rate estimates

To reduce the time-to-market of newly developed systems, manufacturers increasingly adopt strategies where systems are brought to market while system field reliability is still uncertain. These systems are typically sold under performance-based contracts, which incentivizes potential customers to invest in them despite reliability uncertainty. Such contracts make the manufacturer (partly) responsible for the availability of the system. Subsequently, when field reliability is lower than anticipated, the manufacturer may choose to redesign the system to avoid high contract penalties. Redesign is a costly effort which may substantially increase field reliability. Deciding when to redesign is challenging, especially because the initial failure rate estimate by the system's engineers is refined over time as failure data accrues. We propose a model that endogenizes the failure rate updating to analyze this tactical redesign decision. We study additive and multiplicative redesigns and show that the optimal policy has a control limit structure. We benchmark our optimal policy against a static counterpart numerically, and conclude that basing redesign decisions on the updated estimate of the failure rate can substantially reduce costs.     

GPS/FOG组合导航系统自适应滤波器设计

结合GPS姿态测量系统导航的特点和光纤陀螺敏感角速度范围宽、启动速度快的特点,提出了一种光纤陀螺辅助GPS导航的方法,采用自适应滤波技术设计了组合导航算法,并进行了大量的试验,试验结果表明,利用光纤陀螺辅助GPS导航方法可行.     

基于磁强计和光纤陀螺的小卫星姿态确定非线性滤波算法

提出了一种小卫星姿态确定的非线性滤波算法,该算法利用三轴磁强计和光纤陀螺作为姿态敏感器。在非线性滤波器的设计中,从两个方面对平方根sigma点卡尔曼滤波方法进行改进。第一,把姿态四元数的矢量部分、光纤陀螺的漂移和噪声组合,得到滤波器的增广状态向量;第二,分别建立向量旋转模型、最优化模型和误差四元数乘法模型来确保非线性滤波过程中四元数的归一化约束。仿真分析结果表明,本文提出的非线性滤波算法能够有效地提高小卫星的定姿性能,与扩展卡尔曼滤波相比,具有较高的精度、稳定性和较快的收敛速度;与无迹卡尔曼滤波相比,收敛性相当,但是精度略优,稳定性和计算效率较高。