一种综合的陀螺动态建模方法及仿真

在介绍和分析动态建模方法的基础上,将各种方法的优点进行综合,设计出一种综合的陀螺动态建模方法.通过仿真实验验证了该方法的可性行和精度;并推断出"当存在量测噪声情况下,只要保证陀螺系统原有动态特性不变,可以对陀螺动态模型进行简化,同时利用量测噪声统计特性对辨识结果进行修正处理来逼近真实系统"的命题.     

轴承装配误差及预紧量对导引头伺服机构谐振频率影响与分析

为了在精密装调过程中对导引头伺服机构的动态特性进行准确预测,采用理论建模的方法确定了轴承微量装配参数与伺服机构谐振频率的定量关系。基于Hertz接触理论,建立5自由度轴承刚度模型,并将微量装配误差对轴承刚度矩阵的影响进行建模和分析;采用Timoshenko梁理论推导弹性阶梯轴单元矩阵,并确定系统特征值和特征向量的求解方法;采用MATLAB/GUI建立伺服机构谐振频率分析系统,并搭建实验系统对理论模型进行验证。分析和实验结果表明,所建立的分析方法可以对轴承的微量装配误差引起的谐振频率变化进行比较准确的计算,解决了目前伺服机构精密装调过程中动态特性预测的难题。     

微机械陀螺品质因数的在线测量方法

品质因数是决定微机械陀螺结构性能的重要参数。传统测量振动结构品质因数的幅频曲线半功率带宽法需要记录大量幅频响应数据并需作离线处理,测量效率很低。通过分析微机械陀螺动力学模型发现,品质因数可根据谐振频率及相频函数在谐振频率点处的一阶导数值计算,且相频曲线在谐振频率点附近近似为线性。利用这些特点,提出一种新的品质因数在线快速测量方法。首先,在谐振频率附近对陀螺进行激励,得到相频数据;然后,使用递推最小二乘法估计出相频曲线斜率;最后根据该斜率和谐振频率值计算出品质因数。新方法不需要存储和离线分析频率响应数据,可以自动确定品质因数。仿真和实验验证了本文方法的正确性和可行性。     

虚拟陀螺随机误差分析研究

虚拟陀螺是提高MEMS陀螺测量精度的一个重要技术。为了建立MEMS陀螺的随机误差模型,更好地进行数据融合,设计了虚拟陀螺阵列硬件结构,采用Allan方差分析算法对所设计陀螺阵列中单个陀螺进行随机误差分析与建模,并与陀螺阵列滤波融合后的结果比较。实验结果表明,Allan方差分析算法可以很好地估计陀螺随机误差,对虚拟陀螺阵列的数据融合提供了比较精确的误差模型。     

面向故障仿真的环节及传递关系建模方法

针对半实物仿真方式在复杂装备维修训练中的需求,提出了一种基于系统功能属性的环节及传递关系建模方法,模型的应用对象主要面向半实物仿真建模.从系统功能到端口特性映射的角度出发,分析了模型的建模思路、基本模型及故障模型的构建方法,以实装部件半实物仿真建模为例,建立了相应的环节及传递关系模型与故障模型,实现了故障的注入及半实物仿真.该建模方法的提出为复杂系统半实物故障仿真提供了一种新的途径.     

双轴平台动力调谐陀螺漂移补偿技术

在双轴平台动力调谐陀螺惯导系统中,动力调谐陀螺仪漂移与测量轴重力分量密切相关.根据动力调谐陀螺与重力相关漂移项的特点,提出了双轴平台陀螺漂移误差的补偿方法.通过安装在双轴平台上的加速度计测量载体姿态,并计算重力在陀螺两个测量轴的分量,建立了陀螺漂移模型,对方位漂移进行补偿.实验证明,该方法有效地提高了双轴平台方位漂移精度.     

陀螺随机漂移误差模型建模方法研究

论述了自60年代以来的几种主要陀螺仪漂移误差模型建模的方法,介绍了各种方法的特点及建模公式,有助于惯导系统中陀螺漂移误差模型的建立．     

光纤陀螺随机漂移的ARMA模型

分析了传统时间序列分析法建立ARMA模型的不足,提出了一种利用模型阶数判断准则和长自回归法建模的新方法。对数据进行了预处理和模型识别,比较了不同模型阶数判断准则的特点,研究了用长自回归法估计模型参数的步骤和方法。最后对光纤陀螺随机漂移进行了建模实验,通过对模型残差的白噪声检验,证实了使用新方法建立的ARMA模型具有很好的适用性。     

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.     

微陀螺闭环驱动方法

为了获得最佳的驱动效率,采用相位控制技术设计了微陀螺谐振环路,使微陀螺产生驱动模态谐振.为了提高微陀螺的稳定性,设计了ITAE性能指标最优的PID控制器,使微陀螺驱动轴振动幅值保持恒定.闭环驱动电路的测试结果表明,谐振环路振荡频率与驱动模态频率非常接近,采用PID控制器后,在一40℃～80℃范围内,微陀螺驱动轴振动幅值的变化仅为0.1%,振动幅值稳定性有显著改善.