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1.  航空/海洋重力仪用加速度计现状与优化方法  
   陈展  于湘涛  魏超  杨杏敏  彭福英《导航定位于授时》,2019年第6卷第2期
   采用石英挠性加速度计作为重力敏感器的航空/海洋重力仪是典型的重力信息采集仪器,要求石英挠性加速度计具有一次通电稳定性高、高分辨率、低噪声的特点。为了满足航空/海洋重力仪需求,首先,分析了石英挠性加速度计一次通电稳定性机理,确定了关键影响因素,并给出了优化方向;其次,建立了加速度计分辨率模型,给出了测试方法和后续优化方向;最后,通过试验确定了噪声水平,根据关键影响因素给出了优化方向。通过上述研究的开展,为石英挠性加速度计在重力测量领域中的应用奠定了基础。    

2.  石英挠性加速度计热固耦合仿真分析  
   唐永超  冯志刚  田军  孙英龙  杨昌均《强度与环境》,2012年第6期
   采用有限元仿真与物理实验相结合的方法,初步探索温度对石英挠性加速度计的热致变形误差影响规律,为提高其测量精度和工作稳定性奠定基础。根据石英挠性加速度计的结构特点和工作原理,建立有限元仿真模型,进行瞬态热仿真,得到石英挠性加速度计温度场分布;为检验热仿真结果的可靠性,设计物理实验测定石英挠性加速度计关键点的温度变化情况进行验证,结果表明在表壳内某点实验测试温度与该点仿真温度吻合较好。在此基础上,再进行热与变形耦合仿真,重点分析摆片组件变形对石英挠性加速度计标度因素的影响,为加速度计误差分析提供理论依据。    

3.  石英挠性加速度计在角度检测中的应用  
   黄振  张春生  黄伟  赵毅  王晓东《导航与控制》,2016年第3期
   随着科学技术的进步,角度检测在现代工业体系中占有重要地位.现有角度检测设备因其测量范围、测量精度和功耗等局限,而逐渐不能满足测量要求.采用石英挠性加速度计传感器、AD7734与ARM MCU组合而成的一种新型倾角测量仪,通过对石英挠性加速度计的电流信号进行调理和AD采集,以及对采集的数据进行滤波处理,解算出倾角,通过标准RS485通信接口将数据传输到PC机上显示.实验表明:在0°~ 30°角度测量范围内,该系统倾角测量精度可以达到±0.01 °,具有很好的工作稳定性.同时,该倾角测量仪具有体积小、精度高、重量轻、功耗低等优点,可广泛应用到桥梁架设、国防军事、地质勘探、土木工程、石油钻井、航空航天、航海、精密加工等领域.    

4.  石英挠性加速度计测量航天器微振动的方法  
   赵伟  高青松  王海明  景春妍  孙迎萍《航天器环境工程》,2016年第33卷第2期
   利用高精度石英挠性加速度计可以测量航天器低频微振动,同时也可实现航天器在轨微角振动的间接测量。针对航天器特点,结合石英挠性加速度计工作特性,提出用高精度石英挠性加速度计测量航天器微振动的方法,给出微振动加速度、角加速度、角速度和角位移的不确定度分析,根据测量原理给出了各影响因素对测量合成不确定度的计算方法和分析结果。针对卫星敏感载荷的刚体平面测试环境,设计8个加速度计测点布局,开展了整星试验。试验数据分析表明:石英挠性加速度计可准确测量航天器的低频微振动(200 Hz以内),其直接测量和间接测量结果满足测量应用需求,线加速度测量分辨率为5 μg,角位移测量分辨率为0.015"。    

5.  基于粒子群算法的石英挠性加速度计温度补偿方法研究  
   于东康  杨功流  吴宜荣  谢祖辉  涂勇强《导航定位于授时》,2018年第5卷第5期
   由于使用环境的需求,需要光纤惯组具有较宽的工作温度范围,一般在-40℃~60℃温度范围内有稳定且准确的输出。而实际情况下温度变化会使惯性器件输出产生温度漂移,制约惯组的输出精度。以工程实例为依托,以光纤惯组中低精度石英挠性加速度计作为研究对象,首先分析了石英加速度计的温度特性,然后设计了一种基于粒子群算法的石英加速度计温度补偿方法,并以温补后器件的零偏特性为依据,利用试验平台对温补效果进行了试验验证。试验结果表明,该温补方法能够有效补偿石英加速度计的温度漂移,补偿后的零偏稳定性较补偿前有数量级上的提升。    

6.  石英挠性加速度计组件精密温控系统热分析  
   王明皓  吴美平  曹聚亮  魏启航《导航与控制》,2015年第3期
   在捷联惯性导航系统中石英挠性加速度计是其核心器件,加速度计的温度特性直接影响其测量精度。在高精度的惯性系统中,需要对加速度计组件进行精度优于0.05℃的温度控制。为了研究加速度计组件精密温控系统,利用有限元分析软件ANSYS建立石英挠性加速度计组件温控系统的有限元模型,仿真计算其有限元模型的温度场。首先根据组件的结构特性建立了其有限元模型,介绍了热分析中求解条件的确定方法。通过仿真得到温控系统的温度场模型,根据温度场模型计算温度梯度并且确定系统的测温点、控制方式,最后利用加速度计输出数据验证分析结果的正确性。研究结果可以为加速度计组件精密温度控制系统中的测温点选取、控制方式确定以及捷联惯导系统中温度补偿、温度控制与热优化提供参考依据。    

7.  低成本小型光纤陀螺惯性测量单元设计与实现  
   孔庆鹏  高爽  林铁  焦禹舜  王妍《导航与控制》,2013年第2期
   针对军用及民用惯性技术对光纤陀螺及其惯性组合低成本、轻小型化的需求,以三轴一体光纤陀螺和石英挠性加速度计为惯性敏感元件,设计并实现了光纤陀螺捷联式惯性测量单元。系统采用DSP+FPGA双微处理器结构实现数据高效采集、处理及输出。重点设计了三轴一体光纤陀螺组件、加速度计小型化数据采集电路、双微处理器设计等硬件结构及软件算法。样机测试结果表明:系统在动静态测量精度、体积、重量、实时性等方面达到了预期的设计目标。    

8.  基于静电力平衡的石英挠性加速度计  
   张心悦  马官营  刘吉利  刘燕锋《空间控制技术与应用》,2019年第5期
   针对航天器自主轨道控制任务对加速度计小量程、高稳定性的应用需求,提出了一种基于静电力平衡的石英挠性加速度计方案.基于整体系统结构分析,建立了表头的结构模型并设计了静电力反馈式的闭环控制系统.通过在控制系统中引入电阻尼补偿环节,避免系统在表头谐振频率处振荡,同时构建基于PID控制的校正网络来提高系统的动态特性.对闭环控制系统进行仿真分析,优化结构参数使其具有较高稳定性.通过实验对加速度计性能指标进行了标定.实验结果表明:研制的静电力平衡式石英挠性加速度计的量程为±0. 12 g,零偏稳定性达到1. 51μg.    

9.  加速度计贮存稳定期分析  被引次数:1
   许丹  廖寻  陈云霞  康锐《北京航空航天大学学报》,2013年第39卷第2期
   在石英挠性加速度计有限元仿真分析的基础上,得到了加速度计标度因数稳定性随温度及时间的变化数据,采用乘积型最小二乘曲面拟合方法对标度因数稳定性、时间、温度数据进行拟合,建立了标度因数稳定性的加速退化近似模型;考虑不同产品间的分散差异和试验测试误差,对加速退化近似模型进行随机化处理,基于一阶泰勒展开计算方差的方法,给出含置信度的加速退化近似模型;结合加速度计贮存条件,进行基于模型的贮存稳定期分析,得到贮存条件下给定稳定性判据时的加速度计稳定期;同时,也可以给出加速度计稳定性评价结果,判断某贮存条件下贮存一段时间后的稳定性是否能够满足要求.    

10.  基于相关向量机的加速度计参数变化规律研究  
   杨继红  于湘涛  付秀娟          龚锦莉《导航定位于授时》,2015年第4期
   针对温度、振动等多种影响因素影响石英挠性加速度计内部参数变化, 使石英挠性加速度计参数随着时间发生漂移, 从而难以准确描述其变化规律的问题, 基于相关向量机具有稀疏的模型结构, 适合进行不确定系统建模的优点, 提出了一种采用相关向量机进行石英挠性加速度计参数规律研究的方法。为了验证方法的有效性, 针对2?? 5 年自然贮存条件的石英挠性加速度计的参数标定值进行了时间序列建模, 计算结果表明相关向量机具有很好的效果。    

11.  一种一阶延迟惯性环节温控系统优化设计方法  
   冯士伟  李勇  武志忠  张沛勇《空间控制技术与应用》,2015年第41卷第2期
   为提高惯性仪表的温控精度,针对纯延迟环节对温控系统稳定性的影响,提出一种一阶延迟惯性环节温控系统的优化设计方法.该方法充分利用平衡电桥消除温度跟踪误差,设计脉冲宽度调制(PWM)控制方法提高加热效率,同时基于Ziegler-Nichols整定法进行PID控制器优化设计以提高温控系统的相角裕度,使得温控系统对仪表间参数差异的适应能力大大增强.试验表明,在实验室条件下和具有强制对流环境的温度循环试验条件下仪表温控精度为0.006℃(1σ).该方法简单有效,阻容参数易于选取,能够满足温度控制的高精度要求.    

12.  石英挠性加速度计标度因数受气压影响分析  
   黄丽娟  吕江涛  郑永强《导航与控制》,2016年第6期
   石英挠性加速度计是惯导产品的核心器件之一,主要敏感载体运动中的加速度,为系统提供位置信息.加速度计具有力学敏感特性,其测量精度易受环境因素变化的影响.针对加速度计在不同地域测试时标度因数发生较大变化的问题,分离了加速度计异地测试过程中的时漂、温变、形变等多个环境因子后,提出了造成加速度计异地标度因数改变的主要原因是环境气压发生了较大变化.根据石英挠性加速度计的基本原理,结合加速度计检测质量摆的具体受力情况,对气压变化造成加速度计标度因数改变的机理进行了详细分析,给出了标度因数随气压变化的相对变化理论计算公式,经过验证试验,实测情况与理论分析结果一致,可以为石英挠性加速度计的优化改进提供参考依据,具有一定的工程应用价值.    

13.  基于灰色近似支持向量机的加速度计参数预测  
   于湘涛  周峰  徐国栋  张吉《导航定位于授时》,2017年第4卷第5期
   温度、振动等环境载荷使得石英挠性加速度计参数产生漂移,直接影响了惯导系统的测量精度和性能,石英挠性加速度计参数变化趋势为非线性的,很难用常规的建模方法进行趋势预测.基于灰色理论适合进行小样本、贫信息不确定型系统建模以及近似支持向量机不需要求解二次规划就能求得非线性模型参数的优点,提出了基于灰色近似支持向量机进行石英挠性加速度计参数预测的方法.为了验证该方法的有效性,针对自然贮存的加速度计进行了固定周期的参数标定,结果表明灰色近似支持向量机具有很好的预测效果.    

14.  空间用石英挠性加速度计摆片断裂特性研究  
   贾翠红 薛大同《中国空间科学技术》,2000年第20卷第1期
   空间用石英加速度计是以熔融石英玻璃经特种加工形成石英挠性摆作为主要结构。石英材料很脆,石英加速度计在空间振动、冲击、高低温变化等恶劣环境下使用,容易造成摆片挠性支撑处断裂。文章通过试验,对其进行了断裂特性研究,获得了一系列重要数据和结论,可为空间用石黄挠性加速度计的设计与应用提供参考。    

15.  石英挠性加速度计参数长期重复性技术研究  
   于湘涛  张菁华  杜祖良《导航定位于授时》,2014年第01期
   石英挠性加速计作为敏感载体加速度的关键器件,其参数的长期重复性直接决定着惯导系统的精度和性能。为了清楚石英挠性加速度计长期重复性机理,从胶粘剂性能变化和焊接应力变化两个方面分析了石英挠性加速度计偏值长期重复性机理;从胶粘剂性能变化和永磁材料稳定性两个方面分析了石英挠性加速度计标度因数重复性机理。在此基础上,提出了从结构优化、新型材料研究、稳定化处理和加速试验四个方面提高石英挠性加速度计参数长期重复性的建议,为开展高精度石英挠性加速计的研制提供了支撑。    

16.  一种采用“捷联+平台”方案的新型航空重力仪  
   吴美平  周锡华  曹聚亮  张开东  蔡劭琨  于瑞航  王明皓  铁俊波《导航定位于授时》,2017年第4卷第4期
   针对资源勘探等高精度应用对航空重力仪测量精度和分辨率的更高要求,在前期研究基础之上,研发了新一代采用“捷联十平台”方案的新型航空重力仪.设计了采用石英挠性加速度计和光纤陀螺的捷联式重力仪,采用了新型温度控制方案,提高了重力仪的环境适应能力.设计了稳定平台,将捷联式重力仪保持在垂直方向,隔离载机的角运动干扰,减小了重力传感器的动态误差.飞行试验表明,该方案是有效的,将航空重力仪的精度和分辨率提升到优于1mGal/3km.    

17.  基于AFSA的加速度计温度误差建模及参数辨识技术研究  
   李光春  朱慎博  何云丰  曹延哲《导航与控制》,2013年第3期
   减小温度变化对石英挠性加速度计输出的稳定性的影响,对提高惯性导航系统的精度有十分重要的意义。在建立石英挠性加速度计静态温度模型的基础上,采用AFSA对模型参数进行寻优,并给出了详细的建模步骤。结果分析表明,人工鱼群算法能够准确,快速的寻到模型参数。根据所建立的温度模型对加速度计输出进行补偿,加速度计的温度特性有了明显的改善。    

18.  通过脉宽调制对半球谐振陀螺组合进行精确温控的方法  
   夏语  齐轶楠  蔡雄  张强  荣义杰  赵万良  李绍良《导航定位于授时》,2018年第5卷第6期
   半球谐振陀螺仪受到温度影响产生漂移。针对半球谐振陀螺组合设计了一套基于脉宽调制的温控系统。通过对陀螺组合温控方式的选取、均匀对称性结构设计、热模型建模,利用FPGA对陀螺仪进行温控系统设计。实验表明,温控系统精度为±0.1℃,满足陀螺性能要求。    

19.  数字式精密温控对FOG IMU性能的影响  
   任卓恒  宋凝芳  崔佳涛《北京航空航天大学学报》,2007年第33卷第6期
   以战术级光纤陀螺(FOG, Fiber-Optic Gyro)惯性测量组合(IMU, Inertial Measurement Unit)为研究对象,分析了环境温度与其测量精度的关系.为抑制外界温度对IMU的干扰,提出了一种实用的IMU温度控制方法,即根据IMU的热分析与仿真,优化温度控制方案和控制算法,并依此方法为IMU设计了基于模糊PID(Proportion Integration Differentiation)算法的数字式温控系统,研究了有温控和无温控对陀螺和加速度计测量精度的影响.试验表明,对IMU进行精密温控,改善了惯性器件的热环境,有助于提高IMU的综合性能.    

20.  静电力平衡式石英挠性加速度计闭环控制系统的设计与分析  
   刘燕锋  刘吉利  马官营《空间控制技术与应用》,2019年第2期
   针对一种静电力平衡式石英挠性加速度计,建立其表头系统模型并设计一种静电力平衡式闭环控制系统.建立表头摆片的刚度模型和挠度模型,摆片转动引起的电容间隙变化不均匀影响驱动、检测参数;建立驱动电容的静电力方程并分析了静电力负刚度对表头系统刚度的影响.表头的高真空度导致表头阻尼近似为0,因此在闭环控制系统中引入阻尼补偿环节,避免系统在表头谐振频率处振荡,并且在闭环控制系统中设计积分环节和校正环节来提高系统的快速性和稳定性.仿真分析结果表明:在闭环控制系统中引入阻尼补偿环节后可以有效减小系统振荡,静电力平衡式石英挠性加速度计闭环控制系统带宽为2 380 Hz,阶跃响应的超调量为3%,调节时间为0. 5 ms,当系统静电力负刚度增大时,闭环系统也可以稳定工作.    

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