高精度惯测组合标定误差分析

惯性测量组合(IMU)标定误差分析对于惯性导航系统性能评估、误差分配和器件设备选型具有重要意义,但目前关于高精度IMU标定误差的定量讨论很少。借助四元数旋转矢量理论建立了转台轴正交度误差和转角控制误差模型,结合IMU测量误差的表示,定量分析了一种典型多位置标定编排方式下的标定误差。仿真结果和捷联惯性导航系统的试验结果证实了标定误差分析的正确性。

基于转台误差分析的高精度惯测组合标定编排改进

转台误差影响高精度惯测组合标定精度。利用姿态转换四元数建立了转台误差模型,分析了转台误差对一种典型惯测组合标定编排方案的影响。在分析转台误差影响规律的基础上,提出了一种标定编排改进方案,可以有效抑制转台误差,提高标定精度。仿真和试验对标定编排改进前后的标定精度和导航性能进行了对比,表明改进编排方案可以提高陀螺和加速度计安装误差角标定精度,改善系统导航性能。

惯测组合快速高精度标定方法研究

研究了基于机械转子陀螺的捷联惯性测量组合位置标定的一种不对北免调平测试新方法,提出了利用位置转换进行速率标定的快速测试方法,大大缩短了测试时间。同时,采用脉冲计时取代传统的脉冲计数,显著提高了参数标定的精度。采用该方法实现了惯性测量组合的高精度快速测试。

地磁传感器在自旋导弹惯测组合中的应用研究

为了提高自旋导弹控制的性能,采用自旋导弹的惯测组合来扩充实时测量导弹在飞行过程中运动状态的能力。由于目前速率陀螺的量程和精度都不能满足测量自旋导弹大旋转速度的需求,因此在惯测组合中用地磁场传感器代替速率陀螺来测量绕弹体纵轴的角速度。本文主要利用地磁场传感器组合对自旋导弹滚转角、滚转周期的确定原理及工程可实现性进行研究,给出了采用敏感轴分别在弹体坐标系Oy1和Oz1方向的2个地磁场传感器实现自旋角速度测量的结构设计,分析了产生奇异的条件和地磁场传感器惯测组合的可行性,推导了利用地磁场传感器实现滚动角和滚动周期测量的计算公式和计算流程,对所研究的结果通过了实物试验验证。

惯测组合自标定测控单元设计与实现

惯测组合存在一定的性能保持期,传统使用方式是将惯测组合单独贮存并定期进行标定测试,且需要专用测试设备和测试场地。基于DSP控制器的惯组自标定测控单元采用了DSP控制、CAN通信协议设计、纠错容错处理以及工作模式识别等多项技术,为惯测组合实现快速自动化标定提供了新的解决方案,为灵活实现自标定流程编排和状态监测,缩短标定测试时间(由传统1.5h缩短至0.5h),以及实现武器系统免拆卸和一键式自动化测试提供了重要技术保障。

捷联惯测组合台体的静、动态特性分析

文中应用有限元数值计算方法,建立了捷联惯测组合台体结构的三维有限元模型,分析计算了其静、动态特性,给出了台体结构在大过载环境下的应力和变形图和0～2000Hz 内的固有频率及振型,并对如何提高台体结构的动态性能提出了建议,为其进行进一步的动力学分析奠定了基础。

捷联惯测组合误差系数分离与补偿方法

为了解决导弹飞行过程中捷联惯测组合误差系数相对于装订值的漂移问题,进一步提高惯性导航精度,提出了一种捷联惯测组合误差系数的分离和补偿方法。该方法利用真空飞行段导弹仅受地球引力和姿态变化引起的惯性力作用这一受力特点,结合惯测组合部分工具误差系数的射前修正,推导加速度计和陀螺仪输出模型零次项和一次项误差系数的分离模型,计算误差系数漂移引起的惯性导航误差并给出修正方法。试验结果表明,采用该方法可减小惯性导航误差约56%,进一步提高了惯性导航精度。

捷联惯测组合快速标定方法

结合现行捷联惯测组合标定时间长、操作复杂的实际,针对目前几种捷联惯测组合快速标定方法中存在的问题,提出了一种"12位置+速率"标定的快速标定方法。在粗调平免对北的条件下,将速率标定与位置标定结合进行,大大缩短了标定时间。进行了更为合理的位置编排,使得标定结果精度更接近精确调平对北条件下的标定结果。进行了误差系数分离的推导,并给出了标定流程。采用该方法使得快速标定的精度得到了进一步改善。

捷联惯测组合旋转机构的研究

基于角运动测量、鉴相测频、DSP、脉宽控制、虚拟仪器等技术，对捷联惯测组合旋转机构软硬件设计进行了总结，给出了试验结果，所得结论具有较高的实用价值。

弹载惯测组合加速度计振动响应影响因素研究

针对弹载惯测组合加速度计面临振动环境下测量精度超差问题,构建弹体-惯测组合的两自由度动力学分析模型,配合有限元仿真手段,从全弹结构和惯测组合内部结构两部分进行分析。研究了减振垫刚度、惯测组合内部架构固有频率特性以及加速度计布局等因素对弹载惯测组合振动响应的影响机理。提出的设计准则包括:降低减振垫刚度有利于减小加速度计的振动响应,但需要避免弹体-惯测组合两自由度系统固有频率过于接近;设计保证质心接近惯测组合减振中心,在存在质心偏心时,需减小加速度计到惯测组合减振中心在垂直于激励方向的距离;优先保证惯测组合内部架构基频高于外部激励的最高频率,如无法实现,需保证内部架构线角耦合频率高于外部主要激励的最高频率。

捷联惯测组合数据采集系统的设计与实现

介绍了一种采用∑-△型A/D转换器AD7716和数字信号处理器(DSP)为核心的捷联惯测组合数据采集系统,给出了硬件电路和软件设计.针对AD7716进行了误差补偿,以满足捷联惯测组合精度和小型化的要求.

捷联惯测组合快速标定测试及性能自评估技术研究

介绍了一种捷联挠性惯测组合快速标定方法及性能评估方法。该方法利用加速度表和陀螺的误差模型。通过特定的速率和科学编排的十二位置，解算出捷联挠性惯测组合的标定参数．使测试设备可在不进行对北和调节水平的情况下进行标定；同时采用均方根偏差和惯测组合精度预测等方法，对其性能进行自评估。目前该方法通过大量的工程试验验证，证明其可缩短捷联挠性惯测组合测试时间，提高其测试效率，延长了其使用寿命，并可克服过去靠频繁翻位置检测其弊端，可广泛应用航天、航空军事领域和民用领域惯性器件测试。

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。

惯测组合棱镜位置参数的标定

本文介绍了自准直仪法测试原理，公式的引用，惯测组合棱镜位置参数的标定，所用设备及各种标定方法在惯测组合批量生产中的运用。

微型惯测组合

微型惯测组合（Micro Inertial Measurement Unit，简称MIMU）由三个正交输入轴方向的微型陀螺仪和加速度计组成，可测量三个空间轴的角速度和线加速度六个参数。由于采用基于MEMS技术研制及加工而成的微型惯性测量仪表组成，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗小、耐冲击、能承受恶劣环境等诸多优点，可以广泛的应用于军民两用领域，具备广阔的应用前景。

基于灰色模型的捷联惯组历次测试数据分析

捷联惯组历次测试数据反映了捷联惯组的逐次通电稳定性,它是引起制导工具误差的主要影响因素。本文采用建立捷联惯组历次测试数据灰色模型的方法对其逐次通电稳定性的变化趋势进行预测。通过仿真计算,验证了利用该方法进行短期预测的有效性。

某型号导弹惯组绝缘电阻测试仪的研制

本文分析了项目的目的和意义以及国内外研究现状,介绍了仪器的功用、组成和简要的技术原理,包括完善的自检功能的实现、绝缘测量单元的研制、导通测量单元的研制和仪器在可靠性问题上所采用的措施。同时总结了仪器的关键技术和主要进步点,介绍了试验与试用情况和装备质量评价。

激光陀螺捷联惯组的无定向快速标定技术研究

为了实现激光陀螺捷联惯测组合的高精度快速测试,分析了制约标定时间的诸多因素,改进了测试编排,提出了一种无定向条件下的快速标定技术。通过分析转台轴正角度误差、角位置控制误差对标定精度的影响,改进了速率标定方案,同时提出了一种六位置无定向快速标定方法。时序上充分利用了激光陀螺启动迅速、稳定快、线性度好的特点,在加速度计加温稳定过程中进行速率标定。此外,六位置无定向位置标定可用于全温度范围的快速标定,具有重要的工程应用价值。实际测试结果表明改进的标定方法准确度与传统的高精度标定方法相当,但测试时间由原来的4.5 h缩短到50 min,极大地提升了测试效率。

自动化标定测试设备信息交互平台设计与实现

传统标定转台往往依靠设备内部多路滑环、连接电缆以及基于ISA、PCI、PXI或VXI总线的采集卡进行惯测组合信息的传输和提取,转台体积大、成本高、标定流程受限以及测试效率低等因素极大影响了设备的使用性。基于自动化标定测试设备的信息交互平台,采用了嵌入式片上系统设计、通信协议设计、容错处理以及工作模式识别等多项技术,为实现自动化、智能化以及精准化标定提供了新的解决方案。采用新方案设计的自动化标定设备启动后无需再进行计数清零、转位回零以及初始化处理,为缩短标定测试时间(由4 h缩短到1.5 h),灵活的进行标定测试走位以及流程编排,降低转台成本(12路滑环减少到2路),减小设备体积以及准确获取惯测组合信息提供了重要技术保障。

运载器起竖过程中捷联惯组初始对准方法的研究

为了克服运载器在垂直发射时受阵风和振动等干扰产生的随机晃动,提出了一种新的自主式捷联惯测组合初始对准方法。该方法合理地利用了发射流程中捷联惯测组合所提供的信息,在不改变系统结构的条件下,改善了系统的可观测性。因此该方法缩短了初始对准时间,改善了方位对准精度。试验结果证明了该初始对准方法的正确性,具有较强的工程实用性。