捷联式惯导系统陀螺仪冗余配置研究

主要研究了捷联式惯导系统冗余配置陀螺仪的配置数目、配置结构对导航系统可靠性的影响.同时,分析了在确定陀螺仪数目后,通过优化配置结构可使捷联式惯导系统获得最佳的导航性能和最优的故障检测性能,并导出一些相关的结论.最后以四个双自由度陀螺半八面体配置为例说明了结论的正确性.     

四冗余陀螺系统配置研究

惯性导航系统中敏感器的冗余设计是提高系统任务可靠性的重要方法。文中提出了四冗余惯导系统的配置方案．并对配置方案的可靠性、精度、故障检测及隔离等内容进行了分析论证。     

惯性导航系统冗余设计与可靠性分析

阐述了惯导组合中存在的故障种类和故障率,给出了惯性器件六表斜置和电源系统非均流并联的冗余配置方案,对不同的配置方案进行了对比和可靠性分析。针对电源故障类型提出了可靠性计算的三状态分析法,并对并联冗余系统进行了建模分析和冗余优化设计,所得结果不仅适合惯组电源,同时也满足其他三状态控制系统的设计要求。     

无陀螺捷联惯导系统模型研究

无陀螺捷联惯导系统采用加速度计来解算载体相对惯性系的角速度,从而代替角速度陀螺仪。考虑重力影响,对两种不同配置方式的6加速度计捷联惯导系统建立了载体运动参数解算模型,在此基础上提出了一种12加速度计配置方式,从而利用多传感器的冗余信息对算法进行优化,消除了角速度解算过程中求解微分方程带来的累积误差,提高了角速度解算精度。     

一种冗余配置的惯性导航系统渐变型故障容错方法

针对冗余配置的惯导系统渐变型故障，提出了奇偶方程残差品质的概念及其模糊评估方法。并应用残差品质构成最小二乘加权阵。设计了冗余配置的惯导系统智能自适应渐变型故障容错方法。仿真结果表明，该方法对最多有两个捷联陀螺发生的渐变型故障能起到较好的检测和容错效果。     

最新陀螺技术综述

最新陀螺技术综述早期的惯导系统（ＩＮ）采用机械陀螺仪。这种系统质量大、结构复杂巨可靠性低，带宽和动态范围也有限。随着激光技术的发展，研究者开始探索使用激光技术制造光学陀螺仪的方法。这种陀螺仪不采用运动部件，所以其可靠性提高、成本降低，且精度相当于或超...     

一种弹用陀螺仪组件的可靠性信息提取新方法

在评价弹用捷联惯导系统的可靠性时,需要其关键件的可靠性信息.本文应用现代统计学中的置信推理方法,基于弹用捷联惯导系统陀螺仪组件的小样本、少失效试验数据给出提取其可靠性信息的有效方法,为定量评价和管理该类组件的可靠性提供一条新的技术途径.     

基于功能的惯性平台机内测试技术

针对新型惯导平台的发展要求,结合机内测试技术对惯导平台进行了研究,通过深入分析平台的工作原理、测试方法、机内测试的原则,利用DSP+FPGA的技术和多传感器冗余知识对平台的功能进行了验证;提出了某型惯导平台的机内测试方案,对其中的测试内容、硬件选择和测试流程进行了详细的描述;应用表明该方案能较好地完成惯性平台的测试工作。     

基于器件参数的五冗余捷联惯组配置方法

针对低成本冗余捷联惯组导航精度无法进一步提升的问题，提出一种基于器件参数确定五冗余惯组各轴向仪表的安装角度的方法，并对五冗余惯组冗余轴器件配置要求进行了分析。该方法通过加权最小二乘估计，基于各轴器件参数确定数据融合时使用的加权矩阵，并以此为基础确定器件最优安装角度，使捷联惯组的导航精度达到最优。仿真结果表明，在器件参数确定时，经该方法得出的配置方案，20 min静态仿真相比三轴导航位置误差减小10.89%,加入合适的加权矩阵后，相比未加入加权矩阵导航位置误差减小9.5%,相比三轴导航位置误差减小19.35%。该方案在不改变惯组总成本的情况下提升了惯组的导航性能。     

一种机载平台/弹载捷联惯导系统余度配置方法

文中介绍了一种以弹载捷联式子惯导为参考的平台/捷联故障检测技术,提出了利用主、子惯导系统中的6路加速度计信号进行余度配置的方案、逻辑及流程,该方案为机载主惯导系统的余度配置提供了一种有效途径.     

动力调谐陀螺仪误差及其补偿算法的研究

动力调谐陀螺仪是捷联惯性系统的核心组件,其精度在很大程度上影响了整个惯导系统的精度.文中推导了动调陀螺仪的静态及动态漂移模型,并在此基础上分析了其误差补偿的算法,对提高惯导系统的使用精度具有工程应用价值.     

单自由度陀螺仪冗余系统的故障检测与识别

以6个单自由度陀螺仪结构为例,讨论单自由度陀螺仪冗余系统的故障检测与隔离.利用六陀螺仪十二面体配置中的对称性,或按4个陀螺仪测量值之间的线性相关性,可列出15个奇偶方程式.通过奇偶方程进行故障检测与识别的线性相关技术,除能提高系统的可靠性外,还能提供重复的测量数据,并借助于数据处理技术减小单个陀螺仪误差的影响.利用最小二乘进行数据处理,可求解角速率最佳估值.     

新一代大型运载火箭控制系统全数字动态重构技术

对新一代大型运载火箭控制系统采用的"双通道总线+三冗余"全数字系统架构进行比对分析,并基于此架构开展动态可重构技术研究,提出基于控制分配技术的可变结构系统架构重构策略、三冗余总线控制器重构策略、惯组三机冗余与单机多表相结合的重构策略.系统冗余配置结合重构策略,实现了对飞行异常状态的智能故障识别与动态重构,提高了系统的容错能力及飞行可靠性,可靠性预计结果达到国际一流水平.     

无陀螺的GFSINS/GPS组合导航新方法研究

设计了一种可行的加速度计配置方式以构成无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)，并将GFSINS与GPS构成组合导航系统，提出了组合导航系统的实现方案和组合算法。实验仿真结果表明，与无陀螺捷联惯导系统相比．该组合导航系统的精度和容错性能显著提高。     

飞控/惯导综合系统MIRA最优冗余结构设计

根据冗余度确定的原则，推导出了飞控／惯导综合系统MIRA最优冗余结构设计的基本条件－－结构矩阵必须满秩；进而对结构矩阵的最优结构设计做了详细的推证。     

捷联式惯导系统在自行火炮上的应用

基于捷联式惯导系统的自行火炮火控系统结构简单、成本低、可靠性高,且可采用一次调炮,调炮速度快、直观、精度高,减少了火控系统反应时间。惯导系统的安装工艺简单、测量直接,减少了误差环节。与平台式惯导系统相比,捷联式惯导系统的尺寸和质量大为减少、可靠性高。随着计算技术的发展和捷联式系统用光纤陀螺和激光陀螺的性价比的提高,捷联式惯导系统在自行火炮火控系统中将越来越多的得到应用。     

陀螺仪技术发展的趋势及市场潜力

一、惯导技术的发展及对陀螺仪的性能要求科学技术的发展往往是应时代的需要产生的。陀螺仪也同样是伴随着惯导技术的不断发展而发展的。自四十年代到七十年代,惯导系统主要是采用单自由度积分陀螺、二自由度干式调谐陀螺和动压气浮陀螺。在高性能系统中(如北极星潜艇和B-52轰炸机),采用了静电陀螺。经过几十年的努力,这些陀螺已达到相当的水平,满足了航天、航空和航海事业的使用要求。     

无陀螺捷联惯导系统加速度计安装方法的研究

无陀螺捷联惯导系统采用加速度计输出的比力来解算载体的角速度,从而代替角速度陀螺仪。本文提出了加速度的三种安装方法,对每种安装方案给出了载体角速度计算值的解算方法,并分析的了它们的精度。     

冗余度系统与可靠性的研究

在捷联式惯导系统中一般采用最少的器件实现惯性制导(陀螺和加速度计各三个),如果其中某一个器件发生故障,系统就失控,所以说可靠性并不是很高的。为提高捷联惯导系统的可靠性,可考虑提高器件本身的可靠性及构成多余度系统,从而增加故障的容许量的两种方式。本文将探讨以冗余度系统来提高系统的可靠性。设为提高可靠性使陀螺的输入轴非直线相交,及为减小制导误差陀螺对直交三轴的影响最小为基本条件,决定最佳配置方案。而冗余度系统是考虑了陀螺故障因素的一种设计方法,     

弹载捷联惯导系统的在线标定方法

针对弹载捷联惯导系统的在线标定问题,提出基于H∞滤波技术的"速度+姿态"匹配方法对陀螺仪和加速度计的误差进行在线标定。分析了主子惯导系统的时间不同步因素对H∞滤波估计的影响,并提出了一种新的时间延迟补偿方法。某型捷联惯导系统机载数据的半物理仿真试验结果表明,经在线标定补偿后弹载惯导系统的纯惯性导航定位误差降低了82.6%,从而有效实现了弹载捷联惯导系统的在线标定。