陀螺加速度计二次项系数K_2的离心机测试方法研究

提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计二次项系数K2的方法。阐述了其测试原理,指出这种带反转平台的测试原理改善了PIGA离心机测试的环境条件。所提出的测试方案和辨识方法解决了陀螺加速度计在精密离心机上进行高g测试时,受到离心机大臂旋转牵连运动影响的关键问题,并提出分离和精确标定陀螺加速度计二次非线性项系数K2的数据处理方法,解决了反转平台引入后造成的正弦输入问题。

用三轴转台减小陀螺加速度表输入失调角的试验研究

为了减小陀螺加速度表输入失调角,从理论上分析了陀螺加速度表输入失调角存在对陀螺加速度表测试精度的影响,提出了利用三轴转台设计减小陀螺加速度表输入失调角的试验方法。试验结果表明,利用三轴转台可以成功地将陀螺加速度表测试精度提高一个数量级。

总体最小二乘辨识陀螺加速度计误差模型研究

开展了陀螺加速度计在三轴转台上的测试试验,由于三轴转台给陀螺加速度计提供的输入加速度引入设备误差,需采用总体最小二乘法对试验数据进行辨识。将最小二乘法应用于辨识陀螺加速度计在三轴台上的测试试验,主要是消除了测试设备的误差对陀螺加速度计精度的影响,与最小二乘法辨识结果进行比较,总体二乘法的辨识结果要优于最小二乘法,提高了陀螺加速度计的辨识精度。

离心机上辨识陀螺加速度计二次项系数的优化试验设计(英文)

提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计误差模型二次项系数K 2的D-最优试验方案。应用该D-最优试验方案,通过重复试验,能够在测试点最少的情况下获得高测试精度,实现陀螺加速度计误差模型系数的最优(D-最优的)辨识。推导了测量随机误差、试验方案的测试点、测试点的重复测试次数以及误差模型系数方差之间的关系式。精度分析的结果表明,应用D-最优试验方案,采取重复试验的方法,能够有效地减小二次项系数K的估计量的方差,从而提高K的辨识精度。

三轴台测试陀螺加速度计试验误差补偿

分析了测试陀螺加速度计的试验中存在的三轴台位置误差,得出引起三轴台位置误差的原因为三轴台的定位误差和动不平衡扰动,研究了两种位置误差对仪表测试结果的影响,提出采用总体最小二乘法补偿三轴台的位置误差。总体最小二乘法为一种具有噪声清除的方法,其应用有效地补偿了测试试验中三轴台的位置误差,提高了陀螺加速度计的测试精度。

外环干扰力矩对陀螺加速度计测试精度的影响

摆式积分陀螺加速度计的外环干扰力矩包括仪表外环轴的摩擦力矩和交叉轴加速度引起的交变力矩。作者分析了引起摆式积分陀螺加速度计外环干扰力矩的主要原因,提出一种在高精度三轴测试转台上分离摆式积分陀螺加速度计外环干扰力,测试摆式积分陀螺加速度计精度的试验方法。该试验采用三轴转台中环转动速度随动摆式积分陀螺加速度计外环进动角速度,同时摆式积分陀螺加速度计陀螺摆的输出轴在整个试验中保持水平,从而分离仪表外环干扰力的方案。通过对试验数据进行分析,得出外环干扰力的存在影响了摆式积分陀螺加速度计测试精度,为改善摆式陀螺加速度计工艺以提高摆式陀螺加速度计的测试精度提供了依据。

分离摆式积分陀螺加速度计外环摩擦试验研究

为分离摆式积分陀螺加速度计外环摩擦力,提出一种在高精度三轴转台上测试摆式积分陀螺加速度计的新试验方法。该试验采用三轴转台中环转动速度随动摆式积分陀螺加速度计外环进动角速度,从而分离仪表外环轴摩擦力的方案。为研究三轴转台存在的动不平衡对摆式积分陀螺加速度计测试试验的影响,建立了三轴转台的动不平衡模型,分析了三轴转台的动不平衡对转台定位精度的影响,并通过提高三轴转台的带宽和改变工作点来获得高的定位精度,消除三轴转台的动不平衡扰动影响,完成分离摆式积分陀螺加速度计的外环摩擦力的试验。通过对试验数据进行分析,得出外环摩擦力的存在影响了摆式积分陀螺加速度计精度,为进一步改进仪表结构以提高仪表的精度提供了试验研究基础。

三轴台伺服陀螺加速度计闭环控制系统设计

陀螺加速度计的外环干扰力矩包括仪表外环轴的摩擦力矩和交叉轴加速度引起的交变力矩。本文分析了引起陀螺加速度计外环干扰力矩的主要原因,提出采用三轴台与陀螺加速度计构成闭环伺服系统分离陀螺加速度计外环干扰力矩试验方法,设计了自动增益补偿电路、增益匹配电路和稳定闭环投入电路,并成功地将三轴台伺服陀螺加速度计系统投入运行,完成了陀螺加速度计分离外环干扰力矩试验。为改进陀螺加速度计的工艺和补偿外环干扰力矩提供了试验依据。

陀螺加速度计静态误差模型研究

通过建立陀螺加速度计运动学和动力学方程,得出仪表感受线加速度的静态误差模型。提出在三轴转台上标定陀螺加速度计误差模型的新的试验方法。试验结果表明,采用机理分析和试验相结合的方法建立仪表的误差模型,提高了误差模型的精确度。

陀螺加速度计在线振动台上的二次项分离方法

陀螺加速度计(PIGA)一般工作在低频、大过载环境下,其二次项误差本身很小。现有的重力场试验不能模拟其真实工作环境,由于激励不足难以精确测量PIGA的二次项。为解决在地面试验中精确测量PIGA的二次项误差系数,利用低频线振动台模拟了PIGA实际工作的低频、大过载环境,提出了一种分离PIGA非线性二次项的测试方法,并通过非线性回归分析理论对标定模型进行显著性检验。得到的模型相关指数R^2趋近于1和残余误差σ为3.935×10^-4。试验结果表明:所提方法可以有效分离PIGA二次项系数,标定的模型拟合效果好、系数辨识精度高。

陀螺加速度计交叉二次项的线振动台测试方法

为了提高陀螺加速度计的标定精度,有必要对交叉二次项进行精确的标定。提出了一种陀螺加速度计交叉二次项在精密线振动台上的测试方法,通过分析陀螺加速度计的测试原理建立了包含交叉二次项的误差模型。利用分度头将陀螺加速度计翻滚到不同的位置,测量陀螺加速度计进动整周期的相关时间参数和输出数据。通过计算加速度计模型输出与平均角速率积分之间的关系,准确辨识出陀螺加速度计误差模型中的各误差项系数。该方法可以有效抑制陀螺加速度计的输出误差,提高标定的精度。最后通过仿真分析,验证了该方法可以准确辨识出陀螺加速度计的二次项、交叉二次项等高阶误差项系数,辨识精度达到了10^(-7),进一步提高了陀螺加速度计在线振动台上的标定精度。

线振动台系统误差对PIGA二次项标定影响分析

针对陀螺加速度计(PIGA)在线振动台上测试时,线振动台系统误差对PIGA二次项系数标定的影响,提出了一种正倒置的测试方法,通过将线振动台系统误差(波形畸变、横向加速度、寄生转动)导致的加速度变化代入PIGA模型中,并根据PIGA的实际输出,对采用最小二乘法标定的二次项系数进行显著性分析。实验结果表明,系统误差中波形畸变会对二次项系数的标定精度产生正比影响。通过抑制波形畸变,可以有效减少PIGA二次项系数的测试误差,提高PIGA的使用精度。

摆式积分陀螺加速度计技术发展综述

摆式积分陀螺加速度计(简称陀螺加速度计)具有高精度、大量程、抗干扰、能自动积分等优点,广泛应用于国内外远程火箭的高精度惯性导航与制导系统中。通过采用动压气浮、全液浮、磁悬浮支承技术,三浮陀螺加速度计成为目前工程应用中最高精度的加速度计。综述了三浮陀螺加速度计的发展现状、技术优势及其三浮支承、伺服控制和精密制造等关键技术,并对陀螺加速度计的技术发展进行了分析。

离心机旋转运动对陀螺加速度计测试精度影响研究

应用陀螺力学的基本原理,对陀螺加速度计在离心机上测试时所受到的旋转牵连运动引起的对仪表输出的影响进行了分析,并提出了提高陀螺加速度计在离心机上测试精度的措施。

带反转平台离心机主轴回转误差对陀螺加速度计测试精度的影响研究

为提高陀螺加速度计的测试精度,在分析带反转平台离心机主轴回转误差的基础上,研究了主轴回转误差对陀螺加速度计测试精度的影响。根据陀螺加速度计离心机测试的二次项系数回归模型和多系数回归模型,分别推导了离心机主轴回转误差对陀螺加速度计二次项系数测试和包括三次项系数在内的多个系数测试的辨识精度影响的数学表达式,并进行了误差补偿。

安装误差角对陀螺加速度表的误差模型的影响

在已建立的陀螺加速度表误差模型的基础上,分析在惯性系统中安装误差角对仪表静态误差模型、动态误差模型和混合误差模型的影响。

三轴转台误差源对陀螺加速度表测试的影响

分析了三轴转台设备误差源;讨论了转台误差对陀螺加速度表测试精度的影响。根据陀螺加速度表的输入输出模型,建立了转台误差对陀螺加速度表系数辨识影响的数学表达式。

自抗扰控制在陀螺加速度计伺服回路中的应用

陀螺加速度计作为惯性导航平台上的关键仪表,其精度直接影响着惯性导航的结果。但实际工作过程中,在外界环境的影响下,其动态特性往往不尽如人意。采用自抗扰控制方法对三浮陀螺加速度计伺服回路进行了改进,改善了仪表伺服回路设计工作中的由于非理想陀螺加速度计系统因工作环境改变而导致的经典控制理论下伺服回路设计方法无法满足工程需求的现状。通过Simulink仿真,系统响应有所增快,超调明显减小。进一步的配表实验结果表明,在保证仪表静态和动态精度的前提下,该方法削弱了温度变化对仪表的影响,改变温度后仪表的随机振动精度变化幅度由238.70%降低为71.32%。

三浮陀螺加速度计浮子六自由度运动分析

浮子的位置稳定对陀螺加速度计的输出有着重要影响。针对当前三浮陀螺加速度计的建模方法无法有效分析浮子运动状态的问题,提出了一种以可六自由度运动的浮子为研究对象的建模方法,对浮子以及外框架进行完整的动力学分析。根据加速度输入的情况可得,在无横向加速度输入时,浮子的运动方程可实现线性化,且状态方程具有静态解耦特性,通过一体化控制系统实现了对浮子的六自由度调整,验证了模型的正确性;在有横向加速度输入时,浮子受周期力矩的影响且由于耦合作用,各自由度均呈现出周期运动状态。