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。     

机抖激光陀螺抖动控制回路的解耦设计

抖动控制是影响机械抖动激光陀螺性能的重要因素,基于激光陀螺的抖动动力学响应特性,研究了一种抖动控制回路解耦方法,指出相位反馈能实现机抖激光陀螺抖动谐振频率的稳定跟踪。稳定跟踪抖动谐振频率时,如果在抖动位置零点改变驱动信号幅度,则抖幅响应可以简化为一阶惯性系统响应,抖幅控制支路可以从抖动控制回路中解耦为一阶控制回路,实现抖动控制回路的解耦,提高了激光陀螺抖动系统的控制性能。     

液浮积分陀螺在惯导系统中的应用分析

液浮积分陀螺是组成稳定平台和惯性测量平台的关键部件.首先分析了积分陀螺和液浮积分陀螺的作用原理,在此基础上详细总结了液浮积分陀螺在惯性平台和稳定平台中的应用,并提出了液浮积分陀螺进一步发展需要解决的几个问题.所述内容对今后开展液浮积分陀螺的研究具有一定的参考价值.     

无平台惯性导航系统的试验

相对陀螺平台惯性系统而言,无平台惯性系统在重量、体积、成本、可靠性和使用特性等方面具有一系列的优点。但是在下列两方面的特点,无平台惯性系统受到异议: 1.基准座标系的数学模拟区别于由稳定平台实现的物理模拟。 2.对安装在不稳定底座的敏感元件（陀螺和加速度表）的精度要求较高,并要承受很激烈的角运动。 典型的无平台惯性系统敏感元件组合由6个固联在飞行器壳体上的敏感元件组成,其中3个是用于角运动参量的测量（例如,陀螺）,另外3个是用于位移运动参量的测量（例如,加速度表）。利用相应的电子设备,将从测量设备组合来的信息加工成3个与绝对角速度向量在陀螺敏感轴瞬时方向的投影成比例的输出信号和3个与感受速度向量在加速度表输入轴瞬时方向的投影变化成比例的信号。     

光纤陀螺的应用与发展

光纤陀螺作为惯性技术的核心器件,已经逐渐成为陀螺市场的主流产品。本文根据光纤陀螺的特点介绍了在各个领域的应用,调研了光纤陀螺在国内外的发展现状,并指出了光纤陀螺的发展趋势。     

航天科技集团公司九院13所

正13所、230厂分别是我国最早组建的航天惯性技术专业研究所和精密惯性器件专业制造厂,也是我国航天领域重要的惯性技术产品研制和生产基地。2013年11月,为顺应航天事业发展新形势,航天科技集团公司九院对13所和230厂实施改革重组,所厂携手踏上了打造创新型、开放型、融合型惯性导航科研生产联合体的新征程。目前,13所拥有各类惯性仪表、惯性平台系统、挠性陀螺捷联系统、激光陀螺捷联系统、光纤陀螺捷联系统、MEMS陀螺捷联系统的研发、设计、生产、试验和鉴定能力,是我国惯性技术产品较全、型号应用领域较广的"国家队"。     

“阿波罗”宇宙飞船无平台惯性系统特性的测量和预报

在包括有陀螺稳定平台组成的稳定、控制和导引的主要系统的同时,“阿波罗”宇宙飞船的登月舱还备有应急的无平台惯性系统。此控制系统的研制开始于1964年。1969年3月在“阿波罗一9号”宇宙飞船飞行时,无平台惯性系统曾进行了考验。这次飞行是在未来的捷联式惯性导航系统设计道路上重要的一步。曾表演了无平台惯性系统的工作效能,并消除了对在飞行器机动时这种系统准确性的怀疑。在这次和以后几次的飞行中,证实了这种导航系统误差的分析方法和所运用的设计原理的正确性。     

惯性稳定平台力矩电机选择及驱动系统设计

用于航空遥感测量的大负载惯性稳定平台是机电一体化的高精度设备,具有体积小、重量轻、承载比大的特点。大负载惯性稳定平台的主要作用是隔离环境和飞行载体自身等扰动因素对成像载荷的影响作用,为成像载荷提供稳定的工作平台。而驱动系统则是实现平台稳定控制的重要环节。针对大负载惯性稳定平台控制系统的稳定回路设计,进行了干扰力矩计算和力矩电机选型,选择了单级齿轮传动方式,并设计了力矩电机电流环功率驱动;仿真结果表明,所设计的驱动系统可以高速的响应输入指令,且对飞机干扰角运动有良好的抑制能力。     

减小由于陀螺转速表误差引起的捷联式系统误差的方法

一、序 言 捷联式惯性控制系统的陀螺敏感元件是直接安装在飞行器壳体上。因此,飞行器的角运动将传给陀螺本身,并引起一系列误差的出现。由于在作为角速度传感器应用于捷联式系统中的液浮陀螺中存在有反馈回路（它是建立相对于进动轴的恢复力矩）,以及要进行座标转换的必要性,将导至另外误差的出现。在高精度的捷联式惯性系统设计时,需要很仔细地研究所有这些误差。     

水下旋转平台惯导的单点校正算法

为增强惯性器件误差可观测度,满足高精度导航要求,基于平台方位旋转技术,设计了水下旋转平台惯导系统(ARGINS)陀螺漂移的单点校正算法。首先,引入旋转平台惯导的误差方程,利用Laplace变换分析了陀螺漂移和加速度计零位偏置对系统时域特性的影响;其次,设计了针对水下旋转平台惯导的单点校正算法,包括旋转平台惯导的初始对准、状态切换以及方位陀螺漂移的单点校正;最后,对单点校正算法进行了仿真实验。仿真结果表明:该单点校正算法可有效估计和补偿方位陀螺漂移,同时降低东、北向陀螺漂移以及加速度计零位偏置对系统误差的影响,有效抑制后续导航误差发散现象,提高导航精度。     

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.     

基于ModelCenter的顶置武器站稳定精度优化

顶置武器站具有系统组成类型复杂、子系统间存在耦合作用的特点,导致多学科协同仿真的优化模型难以建立。通过Adams、Simulink分别建立了顶置武器站机械系统及控制系统模型,并在多学科优化设计平台Model Center中对该机电联合仿真模型进行系统集成;在此基础上,以顶置武器站稳定精度为目标函数,采用一阶差分模型对炮控系统比例系数及积分系数进行了灵敏度分析,并采用设计探索优化器对该参数进行了优化设计。仿真结果表明,所建立的顶置武器站稳定精度多学科协同优化模型设计周期短、计算效率高,为下一步进行顶置武器站多工况、多结构参数的优化设计提供技术支撑。     

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。     

基于复合信号的激光陀螺零偏误差补偿分析

作为一种集成了光学、电学和机械力学的复杂系统,激光陀螺可以精确地测量物体的角速率输出。为了满足惯性导航系统长时、高精度的测量要求,研究了激光陀螺内部不同类型的传感器与激光陀螺零偏误差之间的特性,在传统的基于温度的零偏误差补偿方法的基础上,引入了二频机抖激光陀螺内部温度传感器、光电二极管和粘在抖动机构上压电陶瓷的输出信息进行复合建模,利用非线性拟合能力强的支持向量机算法,针对不同类型信息与二频机抖激光陀螺零偏误差的相关性对模型进行优化。实验结果表明,该二频机抖激光陀螺零偏误差补偿模型的补偿精度高于传统的补偿方法。     

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。     

RBF神经网络在单轴旋转惯导系统轴向陀螺漂移辨识中的应用

在激光陀螺单轴旋转惯性导航系统中,单轴旋转可以自动补偿垂直于旋转轴上的惯性器件误差,却不能消除旋转轴方向上惯性器件的误差,因此单轴旋转惯性导航系统的导航精度主要由轴向陀螺漂移决定.提出了一种基于径向基函数神经网络的轴向陀螺漂移辨识方法,利用系统纬度误差和温度变化量作为训练集,针对系统热态、冷态两种情况对RBF神经网络进行训练,对轴向陀螺漂移的辨识精度达到0.0003°/h.试验结果表明:该方法能够有效地辨识轴向陀螺漂移,使系统达到较高的导航精度,满足实际应用的需要.     

模糊PID控制的惯性稳定回路

模糊控制可有效提高惯稳回路的控制精度。由于实际的惯稳模型对模糊信号响应不足,可对控制对象的输入信号u(k)进行适当放大以加快系统输出的响应速度。对传统PID与模糊PID控制的仿真研究结果表明,模糊自适应PID控制对惯稳回路的控制效果要明显优于传统PID,不仅几乎不存在超调量,而且tr、ts非常理想,因此模糊PID控制完全有可能应用于实际的惯稳回路。     

光纤陀螺温度场分析及结构优化设计

从导热微分方程出发,建立了光纤陀螺温度场有限元模型,对模型进行了稳态温度场和瞬态温度场仿真分析。利用铂电阻测温电路对仿真结果进行实验验证,两者相对误差小于3%,证明仿真分析的结果是正确和有效的。针对光纤环温度场分布不均匀的情况,对光纤陀螺结构进行了优化设计。光纤陀螺在25℃环境中稳定工作时,稳态温度场分析结果表明,优化设计后光纤环最高与最低温度差为0.05℃,较优化前的0.19℃减小了73.7%;将陀螺置于60℃环境且处于非开机状态时,10min瞬态温度场分析结果表明,优化设计后光纤环最高与最低温度相差0.11℃,较优化前的0.19℃减小了42.1%。     

基于EV模型的惯导平台误差分离方法

针对惯导平台误差分离过程中输入输出观测数据均含有噪声的问题,应用基于EV模型的总体最小二乘方法进行误差分离.给出了惯导平台的误差模型及误差观测方程,介绍了EV模型及总体最小二乘方法,分析了利用车载试验进行误差分离时平台的安装方式以及所需的外测信号等问题.应用最小二乘法和总体最小二乘法进行仿真对比研究.仿真结果表明,基于EV模型的总体最小二乘法对惯导平台的误差系数分离精度较最小二乘法要高.     

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。