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  • 简介:为了减小MEMS陀螺的正交误差,进一步提高陀螺精度,在Simulink环境中对陀螺结构和测控系统进行了建模和仿真。首先在理想状态的陀螺结构模型基础上建立了包含机械热噪声、模态间耦合等非理想因素的结构模型,并给出了陀螺结构的相关设计参数。其次在陀螺结构模型上以自激振荡和AGC控制技术为基础设计了驱动回路,该回路可在短时间内将驱动幅度稳定在10μm,且驱动频率为4048Hz(驱动模态的谐振频率)。然后分析了模态间耦合信号的作用方式并建立了正交校正和检测闭环力反馈回路,仿真结果显示,在全闭环状态下检测模态所受耦合力的幅度比未校正状态下降了5个数量级,等效输入角速度也从205(°)/s下降到了6.58(°)/h。最后对陀螺模型进行了整体测试,得到其标度因数和阈值分别为21.76mV/(°)/s和0.002(°)/s。

  • 标签: MEMS陀螺仪 结构模型 SIMULINK 系统仿真
  • 简介:详细介绍了循环干涉型光纤陀螺的实验装置及测试结果.给出了无源和有源补偿两种敏感环结构下的陀螺分辨率公式.在实验装置中采用了大功率光源和低耦合比输入耦合器,以提高光波在敏感环中的循环次数.实验结果表明:光束在敏感环中循环了2~3次,并达到了较好的零偏稳定性.

  • 标签: 循环干涉型 光纤陀螺仪 集成光学 有源补偿 陀螺分辨率 敏感环
  • 简介:为了对微小型飞行器上的MIMU(微惯性测量单元)的随机漂移进行补偿,在比较了Mallat算法与átrous算法之后,基于小波变换与尺度分析方法,提出了尺度时间序列建模方法,它充分利用了átrous算法的快速性与时间平移不变性,将MEMS陀螺随机漂移进行尺度分解。对各尺度上分解得到的信号进行重建,并对重建得到的各个信号进行时间序列建模。将各尺度时间序列模型的预测输出的和作为陀螺的随机噪声估计,对陀螺的随机漂移进行补偿。最后的实际数据建模表明该建模方法运算量小、建模速度快、精度高、模型适用性强,有很强的实际应用价值。

  • 标签: 多尺度分析 á trous算法 时间序列建模 随机噪声
  • 简介:论述了核磁共振陀螺的基本原理,跟踪了国际上几种核磁共振陀螺,重点讨论了最有前景的低温超导核磁共振陀螺.随着低温和超导量子干涉与核磁共振技术的结合,将突破核磁共振陀螺的微弱信号提取等关键技术难点,指出了低温超导核磁共振陀螺是核磁共振陀螺的发方向,其精度高,寿命长等优点将带来可观的前景.

  • 标签: 陀螺仪 核磁共振 低温超导 陀螺仪发展 超导量子干涉仪
  • 简介:为解决自由振动式动导数试验技术在大尺度高超声速风洞中,高气动载荷环境与低频率模拟要求之间的突出矛盾,进一步提高高超声速飞行器较低气动阻尼的测量精度,发展了基于组合式动导数天平的Ф1m量级高超声速风洞自由振动试验技术.设计组合式动导数天平,轴承组件承载模型轴向和法向气动力,弹性应变梁提供系统恢复力矩,并可根据减缩频率的要求调整系统自由振动频率,有效提高了天平承载能力,拓展了试验频率模拟范围.在中国空气动力研究与发展中心Ф1m高超声速风洞,利用本系统进行了10°半锥角不同钝度圆锥标模俯仰动导数校测试验,所测俯仰动导数与文献结果最大相对误差在6%以内,验证了试验系统和测试结果具有较好的稳定性与重复性.

  • 标签: 高超声速风洞 动导数试验 组合式动导数天平 振动频率 10°半锥角标模
  • 简介:推导了线振动微机械陀螺的三自由度误差力学方程,并详细分析了陀螺耦合误差的产生机理。分析结果表明,各种结构误差是导致陀螺耦合误差信号的主要原因。在此基础上,利用振动和模态理论给出了陀螺结构误差参数的分离和辨识的试验方法和结果。试验结果表明,同相耦合分量和正交耦合分量是微机械陀螺的两种主要误差信号,造成正交耦合的主要原因是驱动轴和检测轴之间的刚度耦合以及驱动轴和检测轴各自的刚度不对称,造成同相耦合的主要原因是驱动轴和检测轴之间的阻尼耦合以及检测轴刚度不对称和驱动力不对称。结构误差参数的分离和辨识试验方法将为下一步的陀螺结构优化、微加工工艺改进以及耦合误差抑制提供基础。

  • 标签: 微机械陀螺 耦合误差 结构误差 分离与辨识
  • 简介:针对环形谐振陀螺谐振结构特性参数相同、检测灵敏度高、温度与抗干扰特性好等特点,提出了一种新颖的S形挠曲支撑梁的电容式环形谐振陀螺。其环形谐振子的刚度系数、固有频率等振动特性参数是陀螺结构优化、模态控制、驱动与检测电路设计的主要理论参数。为了得到该陀螺精确的谐振子特性参数,基于角度敏感原理、谐振结构的材料力学性能与机械振动特性,推导了谐振结构的等效刚度系数与固有频率的理论模型,并且分别进行了有限元仿真分析与样机频率特性测试。结果表明该理论模型计算的固有频率与有限元分析的误差为7.0820%,与样机实际测试的误差为3.9035%,证明了理论模型的正确性,为该陀螺的进一步研究提供了理论依据。

  • 标签: MEMS 环形谐振陀螺 结构设计 振动特性 固有频率
  • 简介:对机械抖动激光陀螺的振动特性进行了理论分析,得到了水平振动下陀螺测量敏感轴存在椭圆锥动效应,并得出了该锥动效应引起的陀螺输入角速度表达式。利用有限元分析软件ANSYS,对机械抖动激光陀螺进行了随机振动分析,仿真证实了锥动效应的存在,并采用物理方法试验验证了椭圆圆锥运动的存在及其锥动幅角的大小。通过数值仿真与分析,指出了减小锥动效应,提高陀螺振动性能的有效措施是增大抖动偏机构的横向抗弯刚度。改进设计的试验结果表明,采用大横向抗弯刚度的新型抖动偏机构使陀螺的抗振性能提高了4倍

  • 标签: 激光陀螺 椭圆锥动效应 随机振动 抖动偏频机构 横向抗弯刚度
  • 简介:针对近圆轨道编队卫星,提出了一种仅需要地平两轴姿态测量的卫星自主相对导航滤波方法,利用星间相对测量与偏航姿态运动的弱相关性,解决了欠偏航量测下的相对位置估计以及三轴姿态确定问题。可观性分析证明了该方法的可行性及对编队构型参数的适应性。大量仿真表明,对于绕飞和伴飞构型,该方法均收敛,性能特性与理论分析一致。针对当前典型的地平与星间测量能力,相对位置滤波精度均优于2m(3σ),绕飞构型偏航姿态精度优于1.0°(3σ),伴飞构型偏航姿态精度优于0.5°(3σ),是对中等精度编队卫星配置简化的有益探索。

  • 标签: 编队飞行 滤波 相对导航 自主 可观性
  • 简介:微机械陀螺是微机电系统(MEMS)研究的重要内容.双输入轴微机械陀螺可最大限度地发挥微结构的固有功能并实现最低成本.本文综合了国内外在这方面的主要研究报道,概述各自的结构、工艺、测试和性能特点,以展示双输入轴微机械陀螺的发展历程与研究现状.

  • 标签: 微机电系统 双输入轴 微机械陀螺仪
  • 简介:本文针对某型陀螺启动特性进行了试验研究,在陀螺启动漂移特性试验数据基础上,用神经网络建立了启动漂移速率温度的非线性模型,并对模型进行了检验,证实了神经网络的有效性

  • 标签: 陀螺仪 启动漂移特性 神经网络 非线性模型 学习算法
  • 简介:针对星敏感器地平联合自主定轨算法在工程中不易应用及工程应用中定轨精度较低等问题,提出了一种改进的自主定轨算法。第一,调整算法观测量,利用惯性坐标系下地心矢量替代星光角距值作为Kalman滤波方程的观测量,以适应卫星星敏感器标准输出;第二,在算法中加入敏感器误差处理环节,包括对敏感器的常值误差进行求取,从而实现对地心矢量测量值的修正,以及用抗野值方法对尖峰噪声误差进行处理,从而消除尖峰噪声对Kalman滤波定轨算法的影响;第三,采用无迹Kalman滤波算法将具有新的观测量与敏感器误差处理环节的改进的天文导航算法加以实现。通过某在轨中轨道卫星数据校验表明,改进后的自主定轨算法定轨精度在千米量级,可在工程中有效实施。

  • 标签: 星敏感器 自主定轨 误差估计 野值 无迹卡尔曼滤波
  • 简介:本文通过工程实践,就影响挠性陀螺性能的某些关键部件在装配中所遇到的技术难点进行了详细的工艺研究,提出了提高仪表装配精度和仪表总体技术性能而在生产中切实有效的先进工艺方法。还给出了既能保证调试精度又能提高工效的工艺流程图,它对于新产品研制和小批量生产尤为适应。

  • 标签: 挠性陀螺仪 调试工艺 惯性运转时间 力矩器 技术性能 装配精度
  • 简介:针对惯性导航系统中,光纤陀螺的动态测量范围宽、精度高、实时性强的要求,设计了一种新型的数据采集方法,该方法具有精度高、量程宽、速度快的优点.通过与惯性导航系统中光纤陀螺的几种常用的数据采集方法进行分析比较,介绍了各自的优缺点,并着重介绍了这种方法的电路实现.

  • 标签: 光纤陀螺仪 信号采集 采集方法 惯性导航系统
  • 简介:设计了一种以ARM为核心的数字式航向航迹自动操舵。在分析系统总体框架的基础上,设计了系统的硬件结构和软件主程序框图,使用Bang-Bang控制实现舵角的随动控制,航向控制使用PID控制。该设计中,360°电位器实现舵角反馈,电子罗盘或电罗经采集航向,GPS给出地理位置信息,电位器及按键输入给定值,液晶显示系统信息,电磁阀驱动液压舵机。该自动操舵具有手动操舵、随动操舵、自动操舵和GPS操舵等多种工作模式。实验结果表明,该设计方案可行,具有较高的实用价值。

  • 标签: 船舶操纵 自动操舵仪 电子罗盘 GPS
  • 简介:介绍了约瑟夫逊结原理及其制作方法,在此基础上对超导量子干涉测量磁场的基本原理作了阐述,同时就其在超导陀螺中的实际应用方面作了实例说明.结果表明这种仪器测量弱磁场的精度很高,技术也已成熟.

  • 标签: 超导量子干涉仪 约瑟夫逊结 超导陀螺仪 弱磁场测量
  • 简介:遗传算法是一种高效的模拟生物进化过程的全局随机化搜索优化方法,它可直接得到所求解问题的全局最优解.针对方位保持,提出了一种分段参数设置与级间控制相结合的三级温控方案,并基于遗传算法对PID控制参数进行了优化整定.同时介绍了整个温控系统的软件实现.大量试验证明该控制策略接近最优,达到了战技指标要求.

  • 标签: 遗传算法 PID 参数整定 方位保持仪 温控系统 车辆惯导系统
  • 简介:为建立陀螺漂移特性模型,需对其进行测试.由测试得到的数据是含有噪声的,且一般是非平稳的.用小波分析测试数据是一种很有效的方法.在简述小波分析中的多分辨分析理论的基础上,用其对某型陀螺的实测数据进行了分析-预处理,其结果证实了所研究方法的有效性.

  • 标签: 陀螺仪 漂移测试 多分辨分析 小波分析 惯性系统
  • 简介:-本文介绍一种适合车载雷达等使用的数字式寻北陀螺。它立足于国内的现有条件,以计算罗经原理为基础,采用双位置力反馈平衡法和补角修正技术用以消除陀螺常值漂移的影响和在全方位上提高方位角的计算精度。

  • 标签: 寻北仪 数字式 陀螺漂移 双自由度陀螺 陀螺经纬仪 方位角