激光陀螺捷联惯导系统多位置标定方法

在建立惯性仪表简化误差模型的基础上,提出了一种多位置标定方法。该方法充分考虑标定条件、设备以及时间等因素,设计了一种多位置连续转动标定方案,充分激励惯性仪表各项误差参数,从而建立起所有误差参数与系统导航误差之间的关系,通过测量每个位置静态导航状态下的速度误差,采用最小二乘估计,全面辨识出所有21个误差参数。理论分析和实验结果表明,与传统标定方法相比,该方法对标定设备要求低,无需北向基准,实现简单方便,在较短的时间内就可以一次标定出惯性仪表所有21个误差参数,标定精度与基于精密转台的标定精度相当,具有较强的工程实用性。

激光陀螺捷联惯导系统误差补偿技术

结合工程实际应用,充分考虑激光陀螺捷联惯导系统的特性,重点分析了三种与系统动态运动相关的误差,包括尺寸效应误差、圆锥误差以及划船误差。从工程应用的角度出发,分别推导了尺寸效应误差补偿算法、圆锥误差补偿递推算法和划船误差补偿递推算法,并进行了大量的试验,对补偿效果进行了充分地验证。实验结果表明,补偿算法不增加导航计算机的负担,保证了系统在高动态条件下的精度,可以充分发挥激光陀螺的优势,提高激光陀螺捷联惯导系统的导航精度。

惯性定位系统阻尼零速修正方法

在惯性定位系统中,零速修正是系统进行误差控制的一项有效重要手段。结合工程实际应用,利用阻尼技术,推导并提出了一种零速修正方法。该方法在分析系统零速修正误差模型基础之上,设计合理的阻尼回路,将周期性停车时系统自身的速度信息作为阻尼信息,阻尼系统周期性振荡误差,从而提高系统的定位精度。理论分析和实验结果表明,阻尼零速修正方法不仅能有效地抑制系统误差的积累,而且实现简单方便,计算量小,更适合工程应用。

激光陀螺捷联惯导系统外场快速标定新方法

针对激光陀螺具有标度因数稳定、漂移误差变化小的特点,建立了适合激光陀螺捷联惯导系统的陀螺及加速度计组件简化误差参数模型,推导出了适合激光陀螺捷联惯导系统外场快速自标定的误差模型,设计了激光陀螺捷联惯导系统9位置系统级标定方法,并通过试验验证了该方法可快速准确的标定出加速度计组件的标度因数、安装误差、零偏及激光陀螺安装误差等15个主要参数,方法简单易行。

捷联惯导系统尺寸效应分析与补偿

尺寸效应误差是捷联惯导系统一个重要误差源。从理论上分析了尺寸效应误差的产生机理和对系统精度的影响。在此基础之上,采用多项式拟合法推导出了尺寸效应误差双子样补偿算法,并且根据尺寸效应误差的产生原因和规律,提出了尺寸效应误差参数速率标定方法。理论分析和实验结果表明,尺寸效应误差是系统在角运动条件下由于系统本身物理结构所形成的固有误差,在对其进行补偿时应当采取硬件设计和软件算法补偿相结合的方式;采用双子样补偿算法对加速度测量进行尺寸效应误差补偿,补偿前加速度测量误差最大可达0.06g,而补偿后小于1×10-4g,水平定位误差也降低10%左右。

捷联惯导系统双位置快速抗干扰对准方法

经典捷联惯导系统双位置参数辨识精对准采用水平速度作为量测值,对部分参数辨识时间较长,且收敛速度受递推计算初值影响。提出了一种利用单位时间的水平比力作为量测值的双位置快速抗干扰对准方法,并忽略误差构成的高阶项,可以将三次曲线转换为线性模型进行估计,提高了初始对准的收敛速度。双位置对准试验结果表明,双位置快速抗干扰对准方法算法计算量小,算法简单,对准速度快,抗干扰性强,对准精度高且不受递推计算初值的影响,具有较强的工程实用价值。

激光陀螺捷联惯导系统导航算法设计

结合工程实际应用,充分考虑激光陀螺捷联惯导系统(RLG SINS)的特性,设计出了一套完整的RLGSINS导航算法,包括姿态更新算法、速度更新算法和位置更新算法。在姿态更新算法中考虑圆锥补偿算法,推导了等效旋转矢量的递推算法;在速度更新算法中考虑划船误差补偿算法,推导了划船误差补偿递推算法。大量的车载实验表明,所设计各部分的算法能协调一致工作,解决了RLG SINS高速姿态和速度更新与导航计算机速度间的矛盾,保证了系统在高动态条件下的导航算法精度,可充分发挥激光陀螺的优势,提高RLG SINS的导航精度。

航位推算组合导航系统在线标定技术

在航位推算组合导航系统中,存在里程计安装偏差角误差和标度因数误差。推导了里程计安装偏差角误差和标度因数误差对航位推算速度和位置精度的影响,并提出了一种航位推算组合导航系统在线标定算法。该算法利用航位推算的速度与GPS的速度之差作为速度量测,航位推算的位置与GPS的位置之差作为位置量测,对航位推算组合导航系统的姿态误差、安装偏差角误差和标度因数误差进行有效估计,并通过仿真试验和车载试验对该算法的有效性进行了验证。试验结果表明,通过车载试验在线标定出的里程计各误差参数与里程计传统标定法标定的结果接近,且该算法计算量小,具有一定的工程应用价值。

一种改进的捷联惯导系统优化算法

在应用旋转矢量的捷联惯导系统姿态解算中,针对圆锥误差提出了一种利用前M个周期输出的N子样通用补偿算法,通过对偶得到相应的划船误差补偿算法,算法的系数可由矩阵的简单计算获得,无需繁琐推导。通过理论分析和仿真验证,这种算法在不提高采样率前提下完成误差补偿,对提高惯性系统精度颇有帮助。

DELPHI平台下PC-PLC上下位机故障在线检测系统中数据通讯的实现

介绍了在DELPHI环境下PC-PLC上下位机串口通讯的实现过程首先定义合适的通讯协议,然后用西门子公司专用的工具Step7编程实现PLC通讯功能,最后在上位机中利用SPCOMM控件实现与PLC的串口通信。还对通讯完成后的数据解码作了相应的介绍。实际中,应用于喷雾干燥塔喷管堵塞故障在线检测系统,效果良好。

CuO薄膜的制备及其光伏特性

通过反应磁控溅射在n型硅和玻璃衬底上制备了p型CuO薄膜.使用X射线衍射仪和紫外-可见光-近红外光度计研究了p型CuO薄膜的结构和光学特性,得出其平均晶粒尺寸和光学带隙分别为8nm和1.36eV.通过研究其电压-电流关系确定了在p型CuO薄膜和n型硅衬底之间形成了p-n结.在AM 1.5光照条件下p-CuO/n-Si电池的开路电压为0.33V,短路电流密度为6.27mA/cm2,填充因数和能量转化效率分别为0.2和0.41%.

一种车载定位定向系统误差补偿方法

在车载定位定向系统中,误差控制与补偿是影响系统精度的最重要环节和手段;结合工程实际应用,采用捷联惯性测量组合和里程计构成车载定位定向系统,在分析该系统主要误差源的基础上,推导并提出了一种误差补偿方法;该方法在航位推算算法的基础上,利用外界位置信息,对系统主要误差源进行估计补偿;理论分析和车载实验结果表明,所提出的误差补偿方法不仅可以有效地提高系统的精度,而且实现简单方便,计算量小,具有较强的工程实用性。

阻尼技术在捷联掼导系统误差补偿中的应用研究

在捷联惯导系统中,误差控制与补偿是影响系统精度的最重要环节和手段;结合工程实际应用,充分考虑捷联惯导系统周期性振荡的误差特性,将阻尼技术应用于捷联惯导系统误差补偿中;设计合理的阻尼回路,利用系统自身的速度信息和外界的速度信息,以消除系统的周期性振荡误差,从而提高系统的导航精度;理论分析和实验结果表明,阻尼技术可以有效地消除系统的振荡性误差,从而抑制系统误差的积累,是系统误差补偿一种有效的方法。

抗扰动的捷联惯导系统回溯参数辨识对准法

针对捷联惯导系统参数辨识对准法航向角估计时间长且收敛速度受到计算初值影响大的问题,提出了将对准用的陀螺和加速度计采样数据存储后按时间进行正向和逆向排列,形成正向序列和逆向序列。由正向导航的解算公式推导出逆向导航的解算公式,利用公式的一致性提出了回溯误差参数辨识对准法。利用抗扰动的惯性系对准算法为回溯参数辨识法提供对准初值,应用回溯参数辨识法对误差参数反复进行逆向和正向辨识后对对准结果进行修正,能够有效提高对准精度。实验结果表明,利用相同时间的采样数据,该算法航向角的对准误差仅为改进前算法的25%。

系统随机噪声对捷联惯导初始对准影响分析(英文)

捷联惯导系统初始对准系统状态方程所描述的状态统计信息,受系统随机噪声驱动,系统随机噪声通过噪声驱动阵作用于状态。常用系统状态方程的系统噪声驱动阵为单位阵。经过分析发现系统噪声驱动阵为单位阵是有条件的;通过推导给出了系统状态方程可以简化此种形式的条件;指出了在水平陀螺、加速度计随机噪声水平不同时,若使用简化系统模型会引起状态估计误差;并通过单轴旋转多位置对准仿真实验进行了验证。仿真结果表明:若水平陀螺随机噪声水平不同,采用简化模型进行初始对准会引起状态估计误差。

三轴光纤陀螺样机研制及其关键技术

介绍一种小型三轴一体化光纤陀螺仪工程样机的研制。三轴一体化设计是三个光纤陀螺共用一套光源系统和信号处理电路系统,光源采用SLD光源,光源驱动电路为精密温控和恒流源驱动;信号处理电路采用方波调制和阶梯波反馈实现数字闭环;核心光路采用模块化设计;为了提高陀螺温度性能,建立了三轴陀螺全温误差模型并进行了补偿。工程样机测试表明,三轴光纤陀螺零值稳定性小于0.3°/h,零偏重复性小于0.2°/h,标度因数非线性小于50ppm,陀螺温度性能较好,具有较强的抗振动和冲击能力。

光纤陀螺仪死区抑制技术研究

抑制死区是光纤陀螺仪工程应用需要解决的一个问题,产生死区的原因一般认为是光纤陀螺信号解调电路中调制信号与信号检测电路之间电子交叉耦合,所以克服死区的方法也是从减少电子交叉耦合的途径入手;在某型号三轴一体化光纤陀螺仪研制中,从陀螺的结构设计与布局布线等方面进行了优化,并采取了屏蔽措施;分析了数字闭环光纤陀螺线性模型,提出了参数配置的优化措施;数字闭环软件中引入随机调制等多种措施综合抑制死区;产品测试表明,陀螺仪死区控制在0.5(0)/h以内,达到了预期的效果,满足型号使用要求。

旋转式激光陀螺捷联惯导系统抗干扰对准方法(英文)

为了满足捷联惯导系统初始对准的抗干扰性和高精度要求,针对旋转式激光陀螺捷联惯导系统,提出了一种抗干扰的初始对准方法。在旋转式激光陀螺捷联惯导系统进行多位置旋转的基础上,先采用抗干扰粗对准方法进行粗对准,再对转动过程中会产生的尺寸效应误差进行补偿,最后以速度为量测信息进行精对准。试验证明,对准时间为300 s时,采用该方法旋转式激光陀螺捷联惯导系统水平对准精度优于0.18′(RMS),航向对准精度优于1.5′(RMS)。该方法计算量小,算法简单,能实现旋转式激光陀螺捷联惯导系统抗干扰对准,且对准精度高,具有一定的工程应用价值。

车载移动激光扫描测绘系统设计

为了高效快速地获取城市三维空间信息,设计完成了一套基于多传感器集成技术的车载移动激光扫描测绘系统。该系统采用激光陀螺捷联惯性测量组合、差分全球定位系统(DGPS)和里程计构成高精度定位定向系统,提供测量的位置姿态基准;以激光扫描仪为主,CCD相机、高速视频摄像机为辅助构成数字图像系统,采集数字图像信息;两个系统在车载计算机系统的控制下完成测量数据的同步采集存储;采用后处理方式,将各种数据进行匹配整合,完成城市三维真实场景的建模。

自适应模糊多环控制在惯导平台稳定回路中的应用

稳定回路控制是决定平台导航系统精度的关键因素之一。传统的校正控制动态性能和抗干扰性能较差,而模糊控制具有稳态误差,因此单一的控制往往很难实现更高精度的导航。为了得到较好的导航精度,以某惯导平台为研究对象,在传统单闭环回路的基础上,引入电流环和速率环,并加入模糊控制,形成复合三环控制,同时针对复合控制切换抖动的问题,设计了基于模糊控制的自适应调节机构。仿真结果表明,采用自适应模糊多环控制,不仅消除了系统控制切换产生的抖动以及模糊控制带来的稳态误差,而且有效改善了控制系统的动态性能。