MEMS陀螺仪的高精度标定方法

为了提高微机电(MEMS)陀螺仪的测量精度，研究了一种同时标定陀螺非正交误差和加速度敏感漂移误差的标定方法。设计了16位置的转台标定方案，分别以地球自转角速率和重力加速度作为角速率和加速度激励源，利用两组角速率数据迭代求解非正交误差和加速度敏感漂移误差，并以陀螺仪对地球自转角速率的敏感误差作为校正效果的评估依据。试验结果表明，该方法能够有效校正MEMS陀螺仪的非正交误差和加速度敏感漂移误差，提高了陀螺仪的测量精度，且易于工程实现。     

动力调谐陀螺最佳多位置试验的选择

多位置试验是标定陀螺静态误差模型的常用方法。本文从最优化试验和试验误差角度出发,讨论了多位置试验的设计准则,并提30位置试验和16位置试验作为动力调谐陀螺的最佳试验方案。试验结果表明:文中提出的试验方案的设计准则是可行的,最佳试验方案是可取的。     

光纤惯导系统连续旋转对准技术研究

初始对准是惯性导航的关键技术之一,对准结果会直接影响系统的导航精度.针对光纤陀螺惯导系统,缩短对准时间、提高系统对准精度等技术难点,开展了高精度光纤惯导系统连续旋转对准技术研究,深入分析了常值陀螺漂移、随时间变化的陀螺漂移、陀螺标度因数常值误差、陀螺标度因数不对称误差、陀螺安装误差、陀螺随机游走等误差项对系统对准精度的影响,对比了现有旋转方案的优点与不足,提出了一种改进的单轴二位置旋转方案.试验结果表明,在采用该旋转方案的情况下,对准时间8min方位角对准精度可达到30"(1σ),具有重要的工程应用价值.     

转台转位偏差对动调陀螺仪标定的影响分析

为了精确地在三轴转台上进行动调陀螺误差系数的标定,通过利用八位置翻滚试验法进行了惯性平台动调陀螺误差系数分离原理说明,分析了三轴转台各轴转位偏差对动调陀螺漂移误差系数的标定影响。通过计算,给出了转台转位偏差与受到影响的陀螺各漂移系数之间的量化关系,可有效指导多地区平台系统陀螺误差系数的标定测试。     

901C型速率陀螺静态参数综合自动测试系统通过部级鉴定

由航空系统中国航空精密机械研究所研制的“七、五”预研课题901C型速率陀螺静态参数综合自动测试系统于1992年11月在京通过部级技术鉴定。该系统是我国自行研制的第一套符合国军标GJB-669-89且集精密角速率、精密角位置和静态参数测量于一体的多功能自动测试系统,它还具有恒加速翻滚和实现陀螺滞环试验等功能。其主要技术指标达到速率范围为     

谈国军标GJB241—87中的外部作用力和陀螺力矩

本文收集了国军标GJB241—87和各种外国军标有关军用航空发动机外部作用力和陀螺力矩的要求,以及提出这些要求的依据。对这些要求的必要性和在我国条件下达到这些要求的可能性进行了探讨。     

一种用于舰船CNS/RLG-SINS组合导航系统校准的分段估计方法研究

分析了“天文测姿+惯性导航”组合导航滤波模型的可观测性问题,在状态不完全可观的条件下,提出采用分段滤波的方法可以分别对加速度计误差和陀螺漂移误差进行有效估计,此方法仅要求每段滤波开始前外部提供一次准确的初始位置和速度信息。结合舰载导航需求背景,设计仿真模型。仿真结果表明：采用分段滤波方法,加速度计常值偏置和陀螺常值漂移均可以得到充分估计;对惯性器件误差进行标校、补偿后,24小时的位置误差可由补偿前的3.6海里减小到补偿后的0.5海里。     

高精度陆用惯导零速修正技术研究

零速修正技术是提高陆用惯导定位精度的一项有效手段。在周期性停车过程中,惯导系统除了将速度误差清零外,还能将由陀螺漂移、平台误差角等因素引起的位置误差进行补偿。本文采用离散线性卡尔曼滤波方法,通过连续三个停车时刻的速度误差构造观测向量,对惯导速度误差、加速度误差和陀螺漂移进行估计,进而补偿位置误差。车载试验表明,该零速修正方法位置精度高,且停车时间短,能够满足地面车快速响应的要求。     

一种提升空间三轴激光陀螺性能的谐振腔方案研究

针对现有空间三轴机抖激光陀螺因通道间放电耦合引入了零偏误差导致陀螺性能损失的问题,提出了一种高精度空间三轴谐振腔改进设计实现方案.该方案从空间三轴激光陀螺与单轴激光陀螺放电系统的差异出发,分析了空间三轴激光陀螺不同放电状态引入零偏误差的机理,明确了高精度空间三轴激光陀螺各通道的放电电流控制需求.同时,分析结果表明,减小通道间的放电耦合可降低该型陀螺的零偏耦合误差项,因此需对空间三轴谐振腔进行放电结构的去耦合优化设计.最后,针对提出的空间三轴谐振腔改进设计方案,开展了陀螺性能试验验证,试验结果表明,空间三轴机抖激光陀螺的精度提升了5.7％以上.     

涡喷发动机在高空台上的设计定型考核试验

简要介绍了某涡轮喷气发动机按国军标GJB241通用规范中4．6．3定型试验的要求所进行的设计定型考核试验的试验项目,试验内容,试验程序,试验方法,试验慨况和试验结果。     

Spectral Analysis of Optimal and Suboptimal Gyro Monitoring Filters

Gyro monitoring filters are used to estimate and correct gyro drift rates of local-level inertial navigation systems. Conventional gyro monitoring filters are usually designed based on a simplified model of gyro drift rate. Furthermore, the effectiveness of these filters-and of many filters of the "Kalman" type-is often measured in terms of the root mean square (rms) criterion in contrast to the spectral content criterion typical of classical Wiener filtering theory. This paper has two objectives: to propose a gyro monitoring filter which is based on a more detailed model of gyro drift rate; and to propose a method of filter performance evaluation which uses as criterion a measure of the spectral content of the error process. The proposed gyro monitoring filter is shown to have improved spectral contents resulting in superior navigation performance for the gyro error models used in the calculations (comparable to commercial-grade aircraft gyros).     

A D-optimal Multi-position Calibration Method for Dynamically Tuned Gyroscopes

This paper presents a novel experimental design to greatly improve the calibration accuracy of the acceleration-insensitive bias and the acceleration-sensitive bias of the dynamically tuned gyroscopes(DTGs).In order to reduce experimental cost,the D-optimal criteria with constraints are constructed.The turntable positions and the number of test points are chosen to build D-optimal experimental designs.The D-optimal experimental designs are tested by multi-position calibration experiment for tactical-grade DTGs.Test results show that,with the same cost,the fit uncertainty is reduced by about 50% by using the D-optimal 8-position experimental procedure,compared to using a defacto standard experimental procedure in ANSI/IEEE Std 813-1988.Furthermore,the new experimental procedure almost achieves optimal accuracy with only 12-position which is half the cost of the widely adopted 24-position experimental procedure for achieving optimal accuracy.     

陀螺力矩器标度因数变化模型及稳定性研究

 力矩器作为动力调谐陀螺(DTG)的关键器件,影响着陀螺在贮存条件下的长期稳定性。力矩器标度因数是衡量陀螺稳定性的重要参数。为研究动力调谐陀螺仪力矩器标度因数的变化原理和规律,以故障模式、机理和影响分析(FMMEA)方法为基础,分析贮存条件下陀螺力矩器标度因数变化主机理,确定影响其变化的机理部位和应力类型;结合底层主机理部件胶蠕变和磁钢退磁随环境应力、时间的变化趋势,建立系统层力矩器标度因数变化量的长期预报模型;以某DTG为例,结合其贮存剖面,进行基于模型的贮存稳定性分析,计算得到5年内力矩器标度因数变化值,与历史数据相比较,二者趋势一致,证明本文研究方法的正确性;同时利用建立的变化模型进行陀螺加速性分析,得到陀螺参数的加速因子,为加速退化试验的设计提供依据。     

双通道光纤陀螺捷联惯导的设计与实现

针对光纤陀螺惯导精度和动态性能相互矛盾的问题,从实际应用需求出发,提出了一种高精度和大量程的双通道光纤陀螺捷联惯导系统.介绍了设计的基本原理和系统组成,并详细阐述了大小光纤陀螺设计、双通道加速度计设计和软件算法设计等关键技术,最后研制了一套原理样机.通过系统级标定试验、量程和陀螺精度试验、高动态振动环境试验和动态跑车试验等对样机进行验证,结果表明该技术方案具有可行性,为其他光纤陀螺惯导系统提供了新的设计思路.     

一种划定反舰导弹飞行航区的方法研究

考虑到反舰导弹试验与训练的安全性,引入反舰导弹飞行航区的定义.探讨了4个影响飞行航区划定因素:舰面干扰、风干扰、陀螺漂移干扰、导弹故障干扰,构建了反舰导弹干扰作用下的全弹道模型.进而以设定的导弹参数为例,划定飞行航区,通过与实际靶试对照,验证了该方案的合理性与优越性.     

The Least-Square Approximation of Inertial Platform Drift

The drift angle of an inertial platform which is gyro-stabilized with respect to inertial space is equal to the integral of the gyro drift rate. Under controlled laboratory environment the drift angle, denoted by y, may be measured and plotted against time in an interval [0, T]. Without loss in generality, one may take y(0)= 0. A straight line yf can be found, such that the quantity E2 is minimized, where begin{equation*}E^2 = {frac{1}{T}int^{T}_{0}(y-y_f)^{2}}dt.end{equation*} The equation for yf is of the form yf = at + b and, in general, both a and b are nonzero. It is desirable to determine a statistical relationship between the gyro drift rate and the expected value of the minimum E2 for any given interval T. An analysis in this paper determines this relationship and derives a general expression for , where the symbol <*> denotes statistical expectation. It is found that increases linearly with the variance of the gyro drift rate. This general formula is then developed in detail for the case of a first-order Markovian gyro drift. is evaluated numerically and its square root plotted vs. the interval T and the gyro correlation time. The same problem is also solved for the case when yf is constrained to intersect the origin, i.e., when b=0.     

基于多参量模型的光纤陀螺温度误差补偿

温度漂移误差是制约光纤陀螺精度的重要因素之一。针对传统光纤陀螺温度补偿方法仅对温度项建模导致补偿精度差的问题,提出了一种新型多参量模型来补偿光纤陀螺温度误差的方法。通过对陀螺零漂误差和温度各相关项进行相关性分析,将温度和温度速率的乘积项及温度梯度滞后项引入到温度漂移误差模型中,建立了多参量分段补偿模型对零偏进行补偿,显著改善了光纤陀螺的零偏稳定性。使用实测光纤陀螺数据对提出的补偿方法进行实验验证,结果表明采用该方法补偿后,零偏误差平方和降低2个数量级,陀螺漂移均值、方差稳定在零点附近,补偿效果优于温度项分段拟合方法,与非线性模型预测效果相当。     

巴特沃斯数字滤波器在自动测试中的应用

本文主要研究巴特沃斯低通数字滤波器在自动测试系统中的应用。讨论了高速采样低速输出的自动测试系统中采用低通数字滤波器的必要性;比较了巴特沃斯低通数字滤波器与多点平均滤波的性能,巴特沃斯滤波器具有较理想的特性;介绍了建立巴特沃斯低通数字滤波器的设计方法,以及在实现实时滤波算法时,克服初始瞬变过程和防止滤波器数值不稳的措施。最后,给出了在长时间陀螺漂移测试中的应用结果。