四轴惯性平台随动框架控制策略研究

三框架四轴平台系统的随动回路依靠控制随动框架转动使内环框架角始终保持在零位附近,用以保证载体在内环轴方向上具备全方位机动的能力.然而当外环框架角工作在±90°附近时,随动回路会失去正常功能,进入不稳定状态.为了解决这个问题,提出了一种新的随动框架控制方案,保证外环框架角在±90°时随动框架处于稳定状态,同时内环轴所指方向仍然可以进行大范围机动,从而使得三框架四轴平台实现真正的全方位机动能力.     

石墨烯用于惯性器件轻质功能结构的探讨

石墨烯(Graphene)在2004年被首次发现,2010年两位英国科学家因此获得诺贝尔奖.石墨烯技术研究被世界各国提升至战略高度,成为最热门研究领域之一,在锂离子电池、传感器、功能涂料、复合材料等领域不断取得丰硕成果.针对惯性技术轻质功能结构件的应用需求,通过对石墨烯材料技术特征和国内外应用现状进行梳理,结合惯性行业特点,对石墨烯作为惯性器件轻质功能结构材料的应用发展进行了探讨.     

可重复使用航天器IMU动态精度评估方法

可重复使用航天器使用的惯性测量单元(IMU)既需要满足空间段长期在轨使用需求,又需要满足再入大气过程较严酷的力学振动环境及高动态下的高精度导航需求.针对可重复使用航天器对IMU的需求,本文对研制过程中动态精度设计和验证方法进行了总结,并介绍了一种六自由度振动IMU精度试验方法,该方法能够更真实模拟再入力学环境,可从系统需求出发,对IMU动态精度进行综合评估,为其他天地往返类型航天器提供参考.     

四元数法在姿态测量中的应用研究

介绍了捷联惯性航姿系统在姿态测量方面的应用。为改进捷联惯性航姿系统计算机解算的实时性,引入了四元数微分方程的三阶泰勒展开式作为系统姿态更新算法,并对某陆地产惯性航姿系统的测量数据用Ｃ语言编制了相应的仿真程序,为研制捷联惯性系统算法提供了参考依据。     

低成本光纤速率传感器惯性测量装置

Ａｌｌｉｅｄ Ｓｉｇｎａｌ公司精密产品部正在开发一种小型化低成本的惯性测量装置（ＩＭＵ）。其具有能用于枪炮发射（冲击大于１２０００ｇ）和恶劣环境条件的战术性能。与硅ＭＥＭＳ一起实现的最小结构ＰＯＧ能提供用于实现非常低成本ＩＭＵ的技术。本文给出传感器的选择以及ＩＭＵ设计和ＩＭＵ校准的方法,并且说明本独特设计的固有优点。Ａｌｌｉｅｄ Ｓｉｇｎａｌ公司的最小结构ＩＭＵ设计是基于普通组件和开环结构,使用Ａｌｌｉｅｄ Ｓｉｇｎａ ＩＭＵ产品系列中ＮＤＩ元件。该设计基本上采用现用的商品化速率和加速度传感器。改进的ＩＭＵ设计用于增程制导弹药计划。为了保护ＩＭＵ的耐枪炮冲击性,已经作了提高枪炮强度和机械装配设计及其试验。我们已经研究和实现了精巧的传感器模型和实时误差补偿技术,以保证性能符合要求和实现低的生产成本。借助于软件处理     

发射系下的SINS/CNS/GNSS组合导航UKF滤波算法

弹载系统的组合导航系统模型常建立在发射惯性坐标系下,且捷联惯性/天文导航/卫星导航（SINS/CNS/GNSS）是一种目前研究较多的组合模式。该组合导航系统的状态方程具有强非线性的特点,常用的滤波方法为扩展卡尔曼滤波（EKF）。为了提高组合导航系统的精度及可靠性,对该组合导航系统的无迹卡尔曼滤波（UKF）模型进行了设计,直接将姿态、位置与速度参数作为状态的一部分,利用CNS及GNSS提供的姿态与位置构成量测方程,并详细给出了姿态样本点的生成、均值及方差的生成过程。仿真结果表明,相对于EKF算法,采用UKF算法后各导航参数的精度可提高约20%~30%,并且系统的实时性也可以得到保证。     

基于蓝牙Mesh组网的惯性系统测温方法

惯性系统的精度主要靠陀螺和加速度计的精度来保证.通常,惯性仪表所处的温度环境比较恶劣,虽然内部空间有二级温控来保证仪表有良好的工作环境,但惯性传感器还是对内部空间温度梯度变化有很高的敏感度,从而影响了系统精度.提出了空间分区域测温方案,将空间温度点划分为若干区域,在单个区域内确定若干个温度点作为一个采集终端站点,经过站...     

基于LabVIEW的惯性测量组件自动化测试系统

因惯性测量组件是受温度等外界因素影响较大的高精度传感器模块,所以在生产过程中需对其进行测试并补偿来保证组件精度。针对原有惯性测量组件测试方式存在程序繁琐、测试周期长且效率低等缺点,设计了一款基于LabVIEW的惯性测量组件自动化测试系统。经过实验验证,该系统能够实现在进行惯性测量组件静态测试和动态测试的同时,对组件输出数据进行采集存储,为后续组件的补偿验证提供了数据支持,提高了测试效率,并且可实现全天候测试,具备自动化程度高和测试周期短等优点。     

基于滤波和优化的惯性/里程计组合导航精度对比分析

在广泛使用的惯性/里程计组合导航应用中,一贯的方法是使用Kalman滤波器进行组合导航状态估计,展现出了强大的工程适用性。然而其对于历史状态没有修正,导致整体导航精度受限。而基于优化的方法可以平滑整体组合导航的轨迹,有望提升惯性/里程计组合导航的精度和鲁棒性。将优化方法与滤波方法在惯性/里程计组合导航应用中进行对比,分析在不同条件下优化算法和滤波算法的优劣。试验表明,基于优化的算法在含有稀疏位置观测的条件下能够比滤波算法定位精度更高。但是,无位置观测的条件下,滤波算法更加稳定和精确。可以得到：基于滤波的算法更加简单稳定,更适用于工程实践;基于优化的算法模型更加复杂,在观测约束更多的条件下能够得到更好状态估计结果。     

火箭飞行中天球系到星敏系的姿态转换方法

在远程火箭飞行过程中,通过计算天球系到星敏系的旋转四元数,可作为星图模拟的输入数据。本文从坐标系定义出发,首先,完善了基于北京时间的格林尼治恒星时角在工程上的实用算法,根据多次旋转原理,给出了天球系到发射惯性系的姿态转换方法;其次,探讨了发射惯性系到箭体系以及箭体系到星敏系的姿态转换方法;最后,给出算例,通过仿真计算得出结果,验证了方法的可行性。该方法容易理解,根据推导思路也可举一反三,对于星图模拟中姿态的转换具有一定参考意义。