基于动调陀螺的多位置捷联寻北仪研制

为了提高大型光电跟踪设备和惯性导航设备自主定向的性能,根据动调陀螺的工作原理,设计了一种多位置捷联寻北仪。针对多位置捷联寻北系统的数学模型,采用改进的最小二乘拟合算法,对正弦曲线进行参数估计,解算出北向方位角。寻北仪主要由精密位置转台及转位控制系统、惯性测量系统、温度控制系统、数据采集与处理系统及其它配套部件组成。综合考虑寻北时间和寻北精度两个技术指标,进行了时间模式和精度模式的研究和实验。在时间模式下,当寻北精度为35.4″时,寻北时间仅为4.5 min;在精度模式下,当寻北时间为9 min时,寻北精度可达到23.9″。这两项指标均高于国内同类产品。

基于动调陀螺的多位置寻北仪的转位误差分析

针对实验过程中转台在每个转位处存在的转位误差对系统寻北精度的影响,介绍了动调陀螺多位置寻北仪的工作过程及真北解算原理,进行了转位误差对寻北精度影响的误差分析。运用误差理论和偏导数原理,推导出转位误差与寻北误差二者之间的关系模型。理论分析及实验结果表明,在相同寻北位置数的情况下,转位误差越小寻北精度越高;同时在一定的转位误差时,寻北位置数越多则寻北精度越高。根据理论分析,提出了两种不同的误差补偿方法。

基于SOFM神经网络和HMM的动调陀螺仪故障预测方法研究

针对动调陀螺仪性能参数的退化特点,提出了一种自组织特征映射(SOFM)神经网络和隐马尔可夫模型(HMM)相结合的动调陀螺仪故障预测方法。采集动调陀螺仪的振动、温度、随机漂移、电机功率、电源电压和频率等信号作为表征陀螺退化状态的特征信息,利用SOFM神经网络实现多源传感器信息融合;利用HMM方法将不易检测到的早期故障信号转变为容易观测到的信息,实现动调陀螺仪的故障预测。实验结果表明:采用SOFM方法对传感信号的信息融合,能够简单、有效地提取陀螺退化状态的特征信息。运用HMM进行训练和测试,说明了该方法在故障预测中的有效性。

动调陀螺寻北系统及其误差分析

论述了动力调谐陀螺寻北系统的组成及基本工作原理，推导了系统寻北解算的数学模型，并进行了详细的误差分析，系统在实验室内的测试结果为：寻北时间小于５ｍｉｎ，寻北误差小于０．０６°，姿态误差小于０．

基于动调陀螺的单轴平台寻北仪及其误差分析

针对实验中发现的某寻北仪方位漂移与固定该寻北仪的载体的初始方位近似成180°周期函数关系的现象,基于动调陀螺单轴平台寻北仪的基本工作原理,导出了陀螺漂移对寻北仪方位稳定性产生影响的微分方程,并就陀螺漂移的各种不同情况对寻北仪方位稳定的影响进行了仿真分析。结果表明陀螺漂移是导致寻北仪系统出现此现象的原因。

基于时间序列分析的动调陀螺仪故障预测研究

针对动调陀螺仪的故障预测问题,提出一种时间序列分析和BP神经网络相结合的故障预测方法;首先,采用时间序列分析对采集的各个状态下的动调陀螺仪振动信号进行拟合,建立ARMA模型,利用模型参数作为状态识别的特征参数;其次,利用提取的特征参数,通过BP神经网络进行动调陀螺仪状态识别;最后,结合具体实例进行了验证;验证结果表明该方法可行有效,识别精度达到92%以上。

一种新型的基于灰色模型的动调陀螺随机漂移建模方法

为了减少动调陀螺仪(DTG)随机漂移的建模误差,提出了一种基于灰色理论的新型混合建模方法.此方法将小波分析理论引入到灰色模型中,旨在提高单变量一阶灰色模型GM(1,1)的建模能力.原始的DTG漂移数据首先经小波变换处理后,其冲击干扰噪声被抑制,然后用预处理后的漂移数据建立灰色模型,最后再施以小波逆变换.用实测的DTG漂移数据对此方法的有效性进行验证,结果表明该混合建模方法能够给出满意的建模特性.

单力矩器大角速率动调陀螺仪力矩再平衡回路的分析与综合

针对仅有一个力矩器的大角速率动调陀螺仪 ,力矩器线圈必须通以与陀螺仪自转角速率同频率变化的交变电流的特点 ,分析了采用合成施矩方式的力矩再平衡回路的工作原理。根据系统要求 ,对放大校正环节进行了设计。通过系统仿真及实测 ,验证了仿真模型的可信性及设计的合理性。

高精度动调陀螺寻北仪优化设计

陀螺的漂移和随机误差是影响动调陀螺寻北的主要因素。提出了三位置寻北方案,消除了陀螺漂移对寻北的影响。准备时间、采样时间、低力矩维持电压和堵转时间等参数设置会直接影响寻北时间和寻北精度。通过实验数据设置合理的参数可减小陀螺随机误差。实测结果表示寻北精度从0.2°提高到0.05°。

大角速率动调陀螺仪力矩再平衡回路的分析与解耦控制设计

针对仅有一个力矩器的大角速率动调陀螺仪 ,力矩器线圈必须通以与陀螺仪自转角速率同频率变化的交变电流的特点 ,分析了采用合成施矩方式的力矩再平衡回路的解耦控制设计原理。根据系统要求 ,对解偶控制环节、放大校正环节进行了设计。通过系统仿真 。

大角速率动调陀螺仪的运动分析与误差研究

研究的大角速率动调陀螺仪 ,挠性支承在所有方向上均具有有限刚度。因此 ,即使平衡环及转子不存在安装误差和其质点相对原点的位移 ,但是由于挠性轴在所有方向上均存在有限刚度 ,仍会引起陀螺仪轴向不平衡漂移及支承不等刚度漂移。利用广义坐标的理论 ,对动力调谐速率陀螺仪进行了运动分析 :分析了挠性支承特性对动力调谐速率陀螺仪精度的影响 ;对大角速率动调陀螺仪挠性支承的刚度及柔性矩阵进行了具体计算 ,并在此基础上对陀螺仪轴向不平衡漂移及支承不等刚度漂移进行了仿真分析。

实现动基座上动调陀螺仪启停锁定

本文在对动基座上ＤＴＧ启停运动进行分析的基础上，介绍了实现动基座锁定的思想与方法，并具体实现了由单片机完成的动基座上动调陀螺仪的启停锁定。

动调陀螺再平衡回路的设计

本文采用多变量系统频域法设计动调陀螺再平衡回路 ,并由仿真与实际系统的调试 。

动调陀螺不同工作状态下的温控系统研究

为了消除温度控制系统因工作电流过大而对动调陀螺信号产生的电磁干扰,根据是否采集动调陀螺输出值而把温度控制系统分为连续和间歇两种工作方式。依据这两种工作方式的特点分别设计了PID控制算法和模糊控制算法。实验结果表明,温度控制系统的这两种工作方式都能使温度控制精度达到±0.1℃,满足动调陀螺对温度的指标要求。

动调陀螺仪离线预测与健康管理系统的设计

针对动调陀螺仪传统维修方式存在维修不足和维修过剩等问题,设计了一种离线预测与健康管理系统;在分析动调陀螺仪状态影响参数的基础上,构建了状态监测平台,并采用时间序列方法对随机信号进行特征提取;利用采集的数据进行信息处理,采用神经网络进行健康状态评估,采用灰色支持向量机进行剩余寿命预测;最后,在对各种信息进行管理、利用的基础上,制定维修决策及进行保障资源管理;实际应用表明,本系统能有效提高动调陀螺仪的使用可用度,降低保障费用。

基于HHT和FKNN的动调陀螺仪故障诊断研究

动调陀螺仪是一种重要的、典型的和复杂的机载机电设备。针对动调陀螺仪的故障结构特征,提出一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)和模糊Kohonen神经网络(FKNN)的动调陀螺仪故障诊断模型。首先,在对动调陀螺仪进行故障模式与影响分析的基础上,明确了故障模式及特征参数;针对特征参数中的随机信号,采用希尔伯特-黄变换进行特征提取;然后,在分析Kohonen神经网络结构、原理及不足的基础上,提出一种模糊Kohonen神经网络诊断模型;最后,通过诊断算例进行分析验证。结果表明所提出方法在动调陀螺仪故障诊断中具有较高的正确诊断率。

动调陀螺组合体温度场的有限元分析

对动调陀螺组合体进行了功能分析与结构描述,完成了三维实体的建模和二维装配图的绘制。运用有限元软件PATRAN/NASTRAN镜像方法建立了陀螺对称台体的有限元模型,进而利用装配关系建立了整个组合体的有限元模型。划分了网格,选定了模型材料参数,运用传热学相关理论确定了载荷和热源,计算了对流系数,确定了热辐射边界条件。对整个组合体的温度场进行了有限元分析,分析结果为动调陀螺的结构设计和运行维护提供了理论依据和实践指导。

动调陀螺高精度温度控制系统研究

为了使动调陀螺工作在最佳温度工作点,减小因温度变化带来的误差,结合工程实际应用,根据控制理论,设计了一个基于两级温控的陀螺高精度温度控制系统。为了消除温度控制系统因工作电流大而对动调陀螺信号产生的电磁干扰,根据是否采集动调陀螺输出值而把温度控制系统分为连续工作方式和间歇工作方式两种工作方式。实验结果表明,此种温度控制系统能在环境温度为-40℃～+60℃的范围内温度控制精度达到73±0.1℃,满足动调陀螺对温度的指标要求。

全姿态动调陀螺定北仪研究

介绍一种全姿态定北装置 ,它以动调陀螺仪和加速度计为测量元件 ,利用正切法双轴测速定北和重力加速度信息 ,进行全姿态方位角计算。采用浮点片TMS32 0C32数字信号处理器 (DSP)进行计算和控制 ,提高了系统的运算精度和速度 ,可快速自动准确测出真北方位角。着重讨论基于DSP的动调陀螺定北仪的原理、信号处理和误差分析 。

基于小波阈值改进算法的动调陀螺信号去噪

针对传统阈值函数对动调陀螺输出信号去除噪声存在阈值函数不连续或恒定偏差问题,在D.L.Donoho和I.M.John-stone提出的多分辨分析小波阈值去噪方法的基础上,提出了一种新的阈值函数;新阈值函数表达式简单易于计算,在对动调陀螺漂移信号去除噪声时,它既克服了硬阈值函数不连续的缺点,同时又克服了软阈值函数中估计小波系数与分解小波系数之间存在着恒定偏差的缺陷,具有硬、软阈值函数不可比拟的灵活性;通过动调陀螺实测信号的实验表明,新阈值函数可以有效地去除白噪声干扰,无论在视觉效果上还是在信噪比和均方误差定量指标上,均优于传统的去噪方法,具有较高的实用价值。