三轴飞行模拟转台误差研究

对三轴飞行模拟转台的指向误差、速率稳定度误差及幅相误差进行了研究，对其指向误差给出了具体算法，并针对一种转台的具体精度指标而算出了各项误差。

利用加速度反馈改善转台低速性能

惯性技术的发展对惯性测试转台速率性能,特别是低速性能的要求越来越高,但摩擦力矩以及其它各种干扰力矩对转台低速性能的进一步提高产生了严重影响。为了有效克服这些干扰力矩对转台低速性能的影响,在传统的速率、位置双闭环控制结构的基础上,提出了利用加速度反馈来抑制干扰力矩的影响以提高转台低速运动性能的方法。通过利用获取的角加速度信息构成加速度闭环,对干扰力矩对低速运动的影响进行抑制,减少了转台低速爬行现象,提高了低速运动平稳性。分析和实验均表明,加速度反馈能对干扰力矩对低速运动的影响进行有效地抑制,改善了转台的低速运动性能。

基于DSP的转台速率数字控制系统设计

以锁相环控制为基础研究了转台速率控制系统的设计,利用数字信号处理芯片TMS320F2812、高速A/D和D/A芯片以及FPGA技术完成了系统硬件电路设计和关键逻辑电路——指令脉冲发生器、精密移相器、鉴相器的设计,并设计了控制器,给出了软件设计流程和仿真结果.实际运行表明,系统稳定可靠,满足了转台的设计性能要求.

速率偏频激光陀螺寻北仪中转台测角周期性误差的影响分析

连续旋转式寻北仪以其突出的性能成为当前寻北仪研究的热点,但关于转台误差对连续旋转寻北算法精度影响的分析很少。针对速率偏频激光陀螺寻北仪,研究了转台测角周期性误差对寻北结果的影响。理论分析表明,测角周期性误差的存在会导致寻北结果偏离真实值,必须对其进行建模和补偿以提高寻北精度。对理论分析结果进行了仿真实验和样机寻北实验验证。

基于DSP的转台速率控制系统设计

以锁相环技术为基础,研究了转台速率控制系统的设计内容,利用数字信号处理芯片TMS320F2812、高速A/D和D/A芯片(AD7865和AD7836)以及FPGA技术完成了系统硬件电路设计和关键逻辑电路——指令脉冲发生器、精密移相器、鉴频鉴相器的设计,并设计了控制器,给出了软件设计流程和仿真结果.实际运行表明系统稳定可靠,满足了转台的设计性能要求.

基于频响函数的转盘振动响应预测

转盘振动对精密离心机精度有重要影响,但目前尚无有效手段测试转盘在旋转状态下的微振动响应。在理论分析的基础上,提出转盘振动响应预测的方法。通过模态测试获得精密离心机基础与转盘上若干点之间的频响函数,进一步计算响应传递率,并结合基础振动响应测试数据,对转盘在旋转状态下的振动响应进行预测。分析结果表明:转盘振动响应放大的主要因素是气浮轴承的动力学特性;转盘振动总体上表现为随机振动,周期振动的分量相对较小。

改善转台速率平稳性的混合鲁棒重复控制方法

提出了一种混合形式的鲁棒重复控制方法,来抑制转台速率系统中存在的位置相关周期性扰动.该方法综合了变结构控制和重复控制,重复控制在未知对象模型的情况下抑制周期性扰动,而变结构控制用于镇定不确定性系统和保证重复学习过程收敛.应用李亚普诺夫直接法证明了误差的渐近收敛性.计算机仿真结果表明该方法有效地改善了转台速率系统的平稳性.

基于NI CompactDAQ的惯性器件性能评估系统

惯性元件性能评估系统,是以单轴速率转台为基础的对陀螺仪或加速度计基本技术指标进行测试、标定和评估的系统。惯性器件作为捷联惯导系统的心脏,其测量系统精度性能的优劣直接影响到惯导系统的精度。选用NICompactDAQ设备USB-9239作为惯性元件性能评估系统采集核心。NICompactDAQ提供简单易用USB接口,并在一个简单、用户可配置的系统中集成了传感器的直接连接、信号调理、模数转换等多种特性。实验表明该采集系统运行可靠,提高了测试的精度和效率,为惯性器件的性能分析与进一步改进提供基础,具有巨大的使用价值。

基于MSP430单片机的高精度转台角速率校准系统设计

为了对转台进行现场校准,设计了一套基于MSP430单片机的高精度转台角速率校准系统,实现了对速率转台的高准确度角速率测量校准,并给出了测试实例。该系统采用定时测角法,用高准确度恒温温补晶振作为时间基准时钟,用单片机控制正交解码芯片HCTL-2032,对圆光栅传感器输出的正交信号进行解码计数,同时设计了硬件周期同步电路,保证了系统的等精度测量,最后由上位机应用软件处理数据。校准结果表明:在超低转速标准装置上进行角速率(0.001~600°/s)校准,在定角间隔为360°时,角速率误差最小为-1.9×10^(-7)。

MEMS陀螺旋转导航误差的分析与仿真

目前基于高精度陀螺导航的旋转调制技术研究及应用已相当成熟,为实现低成本、低精度微机电系统(Microelectromechanical Systems,MEMS)陀螺的高精度应用,文章引入旋转调制技术。对旋转调制前后导航误差进行了理论分析和仿真,对比了相同条件下对不同精度陀螺的调制效果,分析了影响陀螺误差调制的因素。仿真结果表明,相同条件下低精度MEMS陀螺的旋转调制效果比高精度陀螺更加明显,在100s内导航误差降低了30%以上。另外,对旋转导航误差的分析表明,研制高精度旋转调制转台是提高MEMS陀螺旋转调制精度的关键技术。

基于角度域谱分析的雷达成像研究

传统小角度雷达成像算法为获得高质量目标像,需要在角度域及频域具有高采样率。针对此问题,提出了一种基于角度域谱分析、频域聚焦的高信噪比小角度雷达成像算法,严格推导了最大不模糊距离以及分辨率计算公式。较传统小角度成像算法,有效地降低了角度域及频域采样率,并且显著地提高了图像信噪比。最后,在Ka波段下通过仿真对该算法进行了验证。仿真结果表明,转台成像方法能够得到高质量高分辨率的目标二维像,并具有有效降低角度域及频域采样率和提高图像信噪比的能力。

光纤陀螺标度因数的测试误差分析

为了进一步提高光纤陀螺标度因数的测试精度,对光纤陀螺标度因数测试过程进行理论分析,确定了影响光纤陀螺标度因数测试误差的主要因素,并进行了计算机仿真和实验验证。结果表明:由于安装误差、北向地速分量以及转台速率精度的影响,光纤陀螺测试起始位置和采样时间的选择均会给小速率标度因数不对称性和非线性度的测试带来误差,而大速率标度因数的测试基本不受影响;通过对各输入速率点进行整圈采样,可以有效地降低小速率标度因数的测试误差,使其测试精度提高1个量级以上,实现对光纤陀螺标度因数性能更加准确的测试。

一种速率陀螺组合全温自动测试系统的研制

针对速率陀螺组合在高低温环境下的自动化测试问题,对速率陀螺组合的测试项目及测试方法进行了分析研究,提出了一种全温环境下的速率陀螺组合电性能测试系统。通过采用Lab VIEW模块化软件设计,实现了良好的人机交互界面;通过采用安装在高低温箱内的三轴转台系统,实现了全温环境下陀螺组合各被测敏感轴的自动、快速切换,提高了测试效率;通过采用实时测控系统设计,实现了对速率陀螺组合输出信号的实时和自动采集,保证了测试准确性,最后对高低温三轴转台的精度、测试系统的准确性和一致性进行了验证分析。研究结果表明,该测试系统集具备了良好的测试精度和测试一致性,能够准确测量速率陀螺组合的各项电性能,且具有自动化、高效率和高可靠性等优点。

船舶回转运动硬件在环模拟测量系统设计

针对实验室条件下无法获得实际的船舶回转运动,MEMS陀螺仪无法测得实际的船舶回转率问题,设计并构建硬件在环模拟测量系统,系统接收来自船舶运动模拟器的数字航向信息,驱动物理转台旋转以模拟船舶回转运动,MEMS陀螺仪通过测量转台的旋转角速率来实现对船舶回转率的测量,测量结果能够较好地吻合模拟器输出的数字航向信息,证明系统能够模拟船舶回转运动并且可以测得回转率。

一种超低速转台速率指标的测量方法

介绍一种超低速转台(0.000 01°/s～0.000 1°/s)速率误差、速率平稳度和速率分辨力的测量方法。该测量方法采用三角测量法,其速率指标测量是通过测量出规定时间内的线位移,用相应公式计算出角速率的各项测量结果。通过实际测量和测量不确定度分析,该测量方法能满足超低速转台速率误差、速率平稳度和速率分辨力的测量要求。该测量方法不仅能解决实际工作中出现的检测问题,也有助于提高超低转速转台,特别是转速为0.000 01°/s速率转台的研制的水平。

基于单轴速率转台的角速度传感器标定方法

针对传统的标定方法标定成本高且对北向基准的要求严格等问题,提出了一种用单轴速率转台作为标定设备的光纤陀螺捷联航姿系统标定方法。对光纤陀螺组合的误差进行建模,将光纤陀螺捷联航姿系统安装于单轴速率转台上,使光纤陀螺捷联航姿系统的3个陀螺轴向分别朝下进行标定实验,由此标定出3只光纤陀螺的零偏、标度因数和安装失准角共12个误差参数。通过对标定精度进行分析,验证了该方法的可行性,其标定成本低且不需要北向基准,具有一定的工程应用价值。

高精度转台速率系统

介绍一种由数字电路产生０．０００１°的高分辨率偏差信号，由模拟电路构成控制器的转台高精度速率系统。系统具有伺服刚度大，精度高、可靠性好等优点。

高精度定角脉冲产生方法研究

使用定角测时法进行转台速率精度检测时,定角脉冲信号是关键信号,其精度直接影响检测结果。转台现有定角脉冲发生装置未考虑位置误差的影响,为此提出一种提高定角脉冲精度的方法,利用位置误差补偿数据对定角脉冲产生的位置进行补偿,经验证方法可行且有效。此方法无论对转台速率精度测试还是对与定角脉冲相关的其他测试都具有重要意义。

传动销齿故障时间分布定量化建模及应用

为确保飞机调向转盘装置执行调运任务的成功率,对其关键部件传动销齿的故障时间分布规律进行研究。采用基于极大似然估计和相关系数拟合优度检验建立可靠的传动销齿故障时间分布函数,并应用于飞机调向转盘装置的使用和维护,最后进行实例分析。分析结果表明:建立的传动销齿故障时间分布函数对飞机调向转盘装置的使用和维护具有一定的指导意义,能够确保飞机调向转盘装置执行调运任务的成功率。

基于单轴速率转台的捷联惯测组合标定方法

针对传统的"位置+速率"捷联惯测组合(SIMU)标定方法标定时间长、对标定设备要求高,且需要北向基准等问题,提出了基于单轴速率转台的捷联惯测组合标定方法。该标定方法只用一台单轴速率转台。捷联惯测组合3个轴分别垂直向上及向下时转台匀速旋转一圈,通过对单轴速率转台的姿态角及捷联惯测组合测量模型进行适当的数学变换,分离出捷联惯测组合的误差系数。建立了标定模型,推导了误差系数的分离算法,编排了标定流程,给出了数据处理方法,通过试验验证了方法的有效性。该方法对标定设备要求低,无需北向基准,标定时间短,适合于中等精度捷联惯测组合的标定。