速率偏频激光陀螺过锁区误差特性分析

分析了速率偏频激光陀螺过锁区的误差特性。根据激光陀螺的闭锁方程,分别从数值模拟和理论分析两种途径对速率偏频激光陀螺过锁区误差特性进行了研究。结果一致表明:速率偏频激光陀螺过锁区的误差与锁区大小成正比,与过锁区的加速度的平方根成反比,与刻度因子的平方根成反比。文中具体给出了速率偏频激光陀螺过锁区的误差方程。过锁区误差为速率偏频激光陀螺的主要误差源。

激光陀螺锁区及速率偏频控制系统

应用模糊PID 控制技术设计并实现了激光陀螺速率偏频控制系统。对模糊PID控制规律中 参数的选择进行了分析,并对控制结果进行了讨论。结果表明:偏频台速率平稳性优于3.12×10-4,角速率正反向换向速度快,在±63°s-1之间的转换时间约为14ms, 且换向过程超调很小。

激光陀螺速率偏频系统初始对准方法研究

针对速率偏频激光陀螺转动的工作特性,建立了新的系统误差方程,并在静基座条件下,采用卡尔曼滤波方法实现了系统的初始对准。仿真结果表明,这种初始对准方法对准速度较快,水平对准精度比抖动偏频系统提高了一个数量级,方位对准精度也有较大提高,并且对两个水平加速度计随机常值偏置有很好的估计效果。

速率偏频技术提高激光陀螺精度的理论研究

以分析激光陀螺主要误差源出发点 ,从理论上研究了速率偏频技术的作用 ,指出它可有效地降低激光陀螺锁区引入的随机游走误差 ,部分地补偿激光陀螺谐振腔中的光束位移引起的不可控激光陀螺的零偏误差 ,并可解决抖动激光陀螺在系统使用中的锥形误差 (ConingError)和划桨误差 (Sculling Error)。利用激光陀螺的拍频方程和拌动偏频激光陀螺的拍频近似解 ,得出了速率偏频激光陀螺随机游走误差与速率偏频系统参数的表达式 ,并指出了速率偏频技术的特点及速率偏频技术要解决的主要技术问题。

速率偏频激光陀螺寻北仪标度因数的在线估计

为满足高精度寻北的工程需求,针对激光陀螺内部腔体温度变化和锁区不稳定性等因素会使速率偏频激光陀螺标度因数发生缓慢变化的问题,提出了在线估计标定因数的方法,并研究了速率偏频激光陀螺寻北仪及其标度因数测量误差。首先,通过标度因数实验研究其变化规律;然后,仿真分析了激光陀螺标度因数测量误差对寻北精度的影响;最后,根据陀螺测量值周期重复变化规律,提出了一种在线一阶递推估计标度因数变化的算法,通过引入单轴转台的角度测量值,得到了标度因数的变化参数。仿真分析表明,该算法对速率偏频激光陀螺标度因数变化的估计误差优于1×10-6,由标度因数变化引起的寻北标准差减小至2″左右。寻北实验结果表明,该算法能够有效抑制标度因数变化引起的寻北误差,5 min寻北标准差达到24″,基本满足高精度寻北的需求。

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。

速率偏频激光陀螺标定方法讨论

三轴整体式速率偏频激光陀螺由于总是绕其对称轴做等角速率的正负旋转运动 ,通过传统的位置法和旋转法无法对用其构成的捷联式惯导系统进行标定。文中讨论了速率偏频激光陀螺在系统中的精确标定方法 ,指出该方法需要特殊的转台设备 ,目前尚无法满足 ,因此提出了一种结合光学方法测量陀螺安装误差角。这种方法利用速率偏频转台自身的旋转角速率对陀螺刻度系数和常值漂移进行简易标定的方法 ,实验表明该方法可满足系统导航要求。

速率偏频激光陀螺系统速度数值积分算法误差分析与优化(英文)

用时域泰勒级数展开的方法分析了速率偏频激光陀螺惯导系统常用速度数值积分算法的误差。分析显示速率偏频陀螺本身的高速旋转使惯性导航系统时刻处于大角运动条件下。若其旋转轴与比力方向不平行,则常用速度算法的误差不可忽略。提出了速率偏频激光陀螺惯导系统速度算法的优化改进方法。对常用速度算法和提出的算法进行了仿真比较。仿真显示,用泰勒级数展开分析速度数值积分算法误差是可行的;提出的算法能够将速率偏频激光陀螺惯导系统以及其他惯性导航系统在大机动运动环境下的导航精度提高一阶。

速率偏频激光捷联惯组加速度计分析

速率偏频激光捷联惯组的定向精度除与激光陀螺仪有关外,还与加速度计有关,因此,研究加速度计的指标体系对提高整个速率偏频激光捷联惯组的性能和精度有重要意义。从初始对准和航向保持两个方面研究了加速度计对定向精度的影响:加速度计零偏误差和随机游走均会导致初始对准航向角误差。为了得到高精度的航向保持精度,速率偏频激光惯组的3个加速度计的漂移趋势需要保持一致。试验结果表明,加速度计的零偏稳定性提高4倍,初始对准航向角统计精度提高30%;加速度计精度相同情况下,加速度计漂移趋势一致的速率偏频激光捷联惯组,相比其漂移趋势不一致的速率偏频激光捷联惯组,航向保持精度提高了57%。

速率偏频激光捷联惯导系统的误差标定

根据惯导平台转动的工作特性,采用卡尔曼滤波的方法,可实现对速率偏频系统误差参数的估计。在静基座条件下,该误差标定通过建立新系统误差方程和滤波方程的及标定过程的仿真两步实现系统的各误差项的标定。仿真表明,估计效果能满足误差标定要求。

基于速率偏频激光陀螺的双套惯性组合系统故障监控技术研究

在三轴整体式速率偏频激光陀螺无法进行输出轴冗余配置的情况下,为实现陀螺的元件级故障检测与隔离,提出了由三轴整体式速率偏频激光陀螺和挠性陀螺组构成的双惯性系统的故障检测与隔离方案,给出了双惯性系统的量测方程,并以此为基础推导了用于进行故障检测与隔离的奇偶方程。提出一种基于奇偶方程的双惯性系统故障检测与隔离方法,并针对一类无法用奇偶方程进行隔离的故障,给出一种搜索无故障陀螺输出轴的故障检测与隔离新方法。

速率偏频激光陀螺用回转装置的设计与实现

速率偏频激光陀螺技术中陀螺台体回转加速度的大小和回转位置的精确定位问题是实现速率偏频激光陀螺的两个关键技术。本文设计并实现了用于提高速率偏频激光陀螺腔体正反转换向加速度的回转装置 ,该装置还能使其回转位置精确定位 ,实践证明 ,该回转器使陀螺腔体回转加速度提高到原来的 2 .5倍 ,达到 1 2 778(°) /s2 ;回转位置的静态定位精度达到 1 ″。而且回转器结构简单可靠 ,使用时不增加陀螺台体运转过程中控制任务的复杂性 。

速率偏频激光陀螺惯导系统航向敏感误差分析与补偿

为了有针对性的消除激光陀螺速率偏频惯导系统的可补偿寻北误差,进一步提高航向精度,从速率偏频斜装惯性仪表的数学模型出发,对陀螺和加速度计的各项误差进行了寻北误差分析,基于捷联惯导对准误差公式给出了惯性仪表各误差源的影响量级。明确了引起倾斜状态航向敏感误差的主要因素,提出了以调整激光陀螺旋转轴方向陀螺零偏抵消激光陀螺标度因数不对称性误差或者速率偏频状态陀螺零位偏移的航向敏感误差补偿措施。经转台试验验证,该措施简单可靠,有效消除了倾斜状态航向敏感误差,速率偏频系统的全方位寻北精度能够从86''(3σ)提高到优于40''(3σ)。

速率偏频激光陀螺导航系统初始对准方法研究

对速率偏频激光陀螺导航系统在静基座条件下的初始对准方法进行了研究,提出了一种高精度静基座初始对准方案。该对准方法考虑并利用了速率偏频激光陀螺导航系统的结构特点,由加速度计的输出得到俯仰角和横滚角,基于四元数的理论思想得到航向角。根据实际情况仿真分析了几种主要的误差因素对对准精度的影响,并给出了相应的解决方法,仿真结果证实了该方法的可行性。

激光陀螺速率偏频系统的分析研究

针对速率偏频激光陀螺的应用 ,从系统角度对激光陀螺速率偏频系统中存在的特有问题 ,诸如速率偏频三轴激光陀螺输出的调制方程、角速率解调的条件方程以及有关参量的精度、偏频速率的选择、偏频台回转加速度的确定、偏频台回转定位等方面进行了研究探讨 ,并通过比较提出了“偏频台导航系统”的方法 ,利用此方案能降低系统设计要求 ,提高系统导航精度。

速率偏频激光陀螺偏频速率模糊PID自适应控制的设计与实现

应用模糊 PID自适应技术设计并实现了激光陀螺偏频速率的控制系统 ,结果表明 :偏频台速率平稳性优于 3.1 2× 1 0 - 4 ;角速率正反换向速度快 ,在± 60°/ s之间的转换时间约为 1 4 ms,而且换向过程速率超调很小。

基于滑动平均的速率偏频激光陀螺静态角速率测量算法

提高速率偏频激光陀螺静态角速率测量精度在其应用领域具有重要的作用。通过对速率偏频激光陀螺随机漂移数据进行分析处理,发现量化噪声对陀螺精度有较大的影响,进而提出了一种基于滑动平均的速率偏频激光陀螺静态角速率测量算法,并进行了理论分析及数值模拟。结果表明,通过合理的选择分组参数,该算法可以有效地降低量化噪声对速率偏频激光陀螺静态角速率测量精度的影响。实验结果也验证了该算法的有效性,可以应用于其它类似需要降低量化噪声的场合。

速率偏频激光陀螺标度因数高精度测量方法

通过标定速率偏频激光陀螺(RBRLG)的安装误差角,实现了标度因数的高精度测量。根据速率偏频激光陀螺的结构特点,通过分析常规的标度因数测量方法,发现安装误差角直接决定了标度因数的测量精度,进而提出了一种安装误差角的标定方法。该方法将速率偏频激光陀螺倾斜约45°安装于位置转台上,分别测量其处于4种状态时激光陀螺的脉冲输出,通过运算即可得到激光陀螺的安装误差角,进而对标度因数的测量公式进行修正。实验结果表明,标定安装误差角后速率偏频激光陀螺标度因数的测量精度可优于10-7。

速率偏频激光陀螺标度因数正反转不对称性的研究

以激光陀螺输出拍频的理论公式为出发点,分别从理论、仿真和实验三个方面分析了激光陀螺标度因数的正反转不对称性。标度因数的正反转不对称性对速率偏频激光陀螺的精度具有非常重要的影响,分别从理论分析、数值模拟的角度比较详细地计论了标度因数与转动方向的关系,提出了一种存无须知道陀螺零偏和地球自转分量的情况下,用于测量标度因数不对称性的实验方案,通过实验得出某型激光陀螺转速绝对值为72°/s时,标度因数正反转不对称性约为0.02×10^(-6)。

转位机构对速率偏频激光惯组影响研究

本文分别从转位机构单向和正反两个方向的转动转速不平稳性对速率偏频激光惯组的影响进行了分析,单向转动过程中的正转速率不平稳,等效东向陀螺零偏的影响为常值;正转和反转过程中均不平稳,使等效东向陀螺产生和转位机构的转速相对误差呈三角函数关系的测量误差,通过控制转位机构转动速率平稳性,可以减少转位机构在整圈转动过程中等效的陀螺误差。试验验证结果表明,其他条件不变情况下,转位机构的速率平稳性提高6倍,初始对准误差精度提高了42%。