捷联惯导系统减振设计(英文)

机抖激光陀螺的捷联惯性导航系统结构设计的关键在于惯性测量单元(IMU)的减振设计。文章描述了一种IMU减振系统设计的方法,并在实际应用当中获得良好的效果。IMU减振系统的设计方法主要分为三大内容。首先是对减振系统中减振器的布局方案进行仿真分析,建立减振系统的六自由度振动响应模型,研究减振器布局方案的频谱特性,比较得到减振效果较优的减振器方案。然后针对获得的减振器布局方案,设计IMU结构框架和各向同性的减振器,并采用有限元的方法,对IMU的减振系统进行模态分析,获得IMU减振系统的前20阶模态频率和振型,用有限元仿真分析的方法来验证减振设计。目前这种IMU减振系统的设计方法已应用到某新型捷联惯导系统当中,减少了系统陀螺精度的降低。

二频机抖激光捷联系统结构振动分析

二频机抖激光捷联系统中三个激光陀螺抖动会引起惯性器件的耦合振动,产生系统抖动耦合误差,导致惯导系统导航精度下降。二频机抖激光陀螺捷联惯导系统机械结构较为复杂,很难通过解析法求解其振动特性。作者采用有限元方法对二频机抖激光陀螺进行了正弦信号驱动下的瞬态响应分析,并在正弦信号中加入了抖动随机信号,实现了机抖激光陀螺工作状态的仿真。此外,还对二频机抖激光捷联系统的振动特性进行了瞬态响应分析,掌握了系统的耦合振动情况,并进行了功率谱分析。这为激光捷联系统的频率搭配最优化提供了分析方法,对高精度二频机抖激光捷联系统的设计有重要意义。

机抖激光陀螺减振系统的模态分析

通过对惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)进行减振,可以减小外部冲击、振动对IMU正常工作和测量精度的影响,提高系统导航精度。基于patran/marc有限元分析软件对激光陀螺IMU的减振系统进行模态分析,得到减振系统主要的模态及频率。主要通过仿真分析了减振橡胶块的温度、轴向压缩量和径向压缩量三项关键因素对减振系统模态的影响,提出了一种IMU减振系统的优化设计方案。结论表明:可通过改变结构参数方式来调整减振系统参数,从而满足机抖激光陀螺惯导的应用要求。

压电陶瓷驱动机抖激光陀螺抖动特性仿真分析

二频机抖激光陀螺由于静态锁区和动态锁区的客观存在,要求光学谐振腔体不仅要绕敏感轴作正弦抖动,还要按一定的随机规律改变抖动幅度。二频机抖激光陀螺捷联惯导系统机械结构较复杂,很难通过解析法求解其振动特性,采用有限元法对二频机抖激光陀螺抖动特性的仿真方法进行研究。对激光陀螺的关键点进行激光测振实验,对激光陀螺的输出信号进行了高频采样;并对所得采样数据进行功率谱分析,证明了仿真方法的正确性。采用该方法对激光陀螺工作状态进行动力学仿真,可获得工作状态下任意位置的动力学参数,对分析激光陀螺及捷联系统因抖动而产生的误差有重要意义。

某型号惯性导航系统内减振器导热路径优化仿真(英文)

通过有限元仿真计算,对某型号惯性导航系统内减振器在开放和密封环境下的导热性能进行了分析。针对导热不良的仿真结论,设计了一种铜导热带,完成了该导热带的导热性能仿真,得到了量化结果,为改善系统散热条件、降低温度对惯性导航系统精度的影响,进行了有益的探索,具有较高的实用价值。

激光陀螺SINS/GPS组合导航车载试验系统

SINS GPS组合导航系统已经应用于许多不同的领域。介绍一种已经进入试验阶段的低成本激光陀螺SINS GPS组合导航系统。根据系统的硬件结构,设计实现了与实际系统相匹配的组合导航滤波器,根据车载试验的结果,着重分析了系统车载试验中不同导航模式对系统性能的影响,最后给出了一些有益的结论。

二频机抖激光陀螺抖动动力学模型

以国产某型二频机抖激光陀螺为对象,采用有限元方法,求得激光陀螺各个方向上的刚度系数和耦合刚度系数,建立陀螺的抖动动力学模型,分析了陀螺的幅频特性。对动力学模型中求得的各个方向上的固有模态进行了验证,证明了激光陀螺抖动动力学模型的正确性。

机抖激光陀螺动力学特性研究

在构建激光陀螺捷联系统时,三个激光陀螺安装在同一个基座上。由于三个陀螺振子都在进行高频角振动,激励基座产生耦合振动,造成陀螺是在振动基座环境下工作,引起激光捷联系统的抖动耦合误差,导致系统导航精度下降。采用有限元方法研究了机抖激光陀螺的动力学特性和振动模态,以及机抖激光陀螺的振子抖动对基座的影响和外界激励条件下陀螺的响应。通过压电陶瓷激励下陀螺的频率响应分析,实现了激光陀螺工作状态下的动力学仿真,可以获得陀螺工作时激光陀螺任意位置的动力学响应信息,从而为激光陀螺和基座的结构设计提供评判依据,也为分析激光捷联系统的抖动耦合误差开辟了新途径。

针对一类无人飞行器复合控制的控制分配策略

针对一类无人飞行器即碟式飞行器静不稳定的特点,选择了变质量矩/推力矢量复合控制方法。为了解决复合控制中的控制分配问题,提出了两种分配策略:基于误差的非线性分配策略和基于能量的最优分配策略。这两种分配策略的设计和控制律设计相分离,控制律确定总的控制量,分配由单独的环节实现。仿真表明,不考虑控制量受限时,这两种设计都实现了变质量矩控制和推力矢量控制的优势互补,达到了良好的控制性能;考虑控制量受限时,相对于非线性分配策略,最优分配策略避免了控制量受限的影响。

激光陀螺机械抖动偏频对等效转动矢量姿态计算的影响

研究了激光陀螺机械抖动偏频影响等效转动矢量姿态计算精度的机理。用双子样N次迭代算法推导了载体实际姿态角运动与机械抖动发生谐振时产生的姿态计算误差项,指出其误差作用机理与惯性导航比力方程计算中划摇误差的相似性。针对三轴激光陀螺共一个机械抖动轴和3个单轴激光陀螺构成惯性组合两种情况进行了讨论。根据对静态条件下惯性组合中激光陀螺采样信号的功率谱密度分析,指出当采样频率较低时,会产生与抖动有关的低频周期分量,与低频的载体姿态运动谐振将产生姿态计算误差,应尽量提高采样频率及等效转动矢量计算频率。

适应信息化装备建设 发展导航工程专业

在信息化条件下,导航系统技术具有支撑、保障和全局作用,是现代武器装备的基准信息源和中心信息源,在现代化高技术战争中具有不可替代的地位。为适应军队信息化建设的需求,应大力培养导航系统的应用技术研究、工程设计开发、信息化武器装备使用维护为目的新型军事人,以满足军队武器装备信息化建设对不同层次的导航技术人才需要。

捷联惯导系统异步锁存计数器设计

介绍了采用FPGA芯片实现揭联惯导系统异步锁存计数器的设计方法,对计数器的性能进行了分析、测试。

基于检测器性能实时评估的欺骗检测融合算法

随着GPS欺骗生成技术的发展,欺骗信号可以在某一些属性上与真实信号保持一致,如到达角、多普勒频移等,此时单独使用某一种欺骗干扰检测方法,将无法有效地对欺骗信号进行检测,而如果采用直接将多种欺骗检测器结果相或的方法,则检测性能将会随着某一种检测器性能下降而下降.针对不同欺骗干扰场景下,检测器检测性能实时变化且先验信息缺失的情况,本文提出性能实时评估的欺骗检测融合算法.该方法通过建立性能误差评价准则,对融合后的检测性能与单个检测器性能进行实时比较,如果发现某一个检测器性能误差超过门限,则在融合过程中剔除该检测器,从而可以保证当一种检测器失效不会影响融合后的整体性能,该方法可以适用于任意数量,任意种类的欺骗检测方法融合,本文针对相位差和载波多普勒方差两种具体的检测方法,给出了工程实现方法.最后通过仿真结果表明,性能实时评估的欺骗检测融合算法与单独检测算法以及传统融合算法相比,具有更高的检测性能和更广的适应能力.

基于功率变化的移动终端欺骗干扰检测方法

对欺骗信号的功率检测是目前最常用的欺骗检测方法之一,但欺骗源可以通过调整发射的信号功率,仍然可实现对环形范围内所有终端的欺骗攻击.针对该问题,本文提出了一种基于信号功率变化的移动终端欺骗干扰检测方法,该方法利用了真实卫星和欺骗源与终端在距离上差异的本质属性,通过终端运动情况下真实信号与欺骗信号在相同距离上信号功率变化的不同,实现对近距离欺骗干扰源的有效检测.本文建立了移动终端导航信号功率变化模型,并在此基础上给出了针对欺骗信号的二元假设检验方法.通过理论分析和仿真实验,验证了本文提出的基于信号功率变化的移动终端欺骗干扰检测技术的有效性,当干扰源距离终端小于2 000 m,终端运动距离大于200 m即可实现在1%的虚警概率下实现对97%以上欺骗攻击的有效检测.