惯性冗余系统奇偶向量法故障检测与识别技术研究

为使惯性冗余系统达到故障检测与识别的功能，对惯性冗余系统的奇偶向量在有、无故障的不一致情况下进行了研究．介绍了单自由度惯性仪表和双自由度惯性仪表广义似然比故障检测与隔离方法．通过对奇偶向量的分析及仿真，给出了最优化故障检测与隔离算法．该结果表明，采用奇偶向量法确实可以提高冗余惯性系统的故障检测与识别的性能，可以解决其软故障的检测问题．     

多惯性仪表冗余系统测量数据的一致性检验

多惯性仪表冗余惯性测量系统数据融合前需要进行一致性检验,为此首先介绍了Lou的多传感器一致性检验思路,研究了具有代表性的置信距离测度一致性检验方法,然后,针对其不足之处,提出了一种支持度函数一致性检验方法,详细讨论该方法的推导和使用.仿真结果表明该方法计算量小,能简便、快速地确定一致性的传感器数据.     

冗余惯性测量组合的优化配置研究

讨论了冗余惯性测量组合中传感器的配置问题。在对冗余惯性测量组合技术分析的基础上,从系统精度和可靠度等方面对目前较流行的配置方案进行了理论分析,并给出了各自的优缺点和适用范围．对工程应用有重要参考价值。     

捷联惯性测量组合的冗余设计和优化

讨论了捷联惯性测量组合冗余设计方案,并引入性能指标函数、系统有效度约束、系统代价函数,对冗余配置的优化问题进行了研究,寻求最优配置和优化准则.最后以5个单自由度陀螺为例,实现冗余优化配置.     

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。     

MEMS惯性仪表技术发展趋势

近几十年来,随着微电子技术的发展和微机械加工设备的完善和精度的提高,以单晶硅、石英晶体等材料研制的各种微型惯性仪表及其系统产品相继问世,它与传统的机械式惯性仪表相比,体积大为缩小,质量大为减轻,功耗大幅度降低;采用微机械工艺,可以实现大批量生产,故价格低廉;如果采用与IC兼容的工艺方式,配套电路还可以和微敏感结构集成一体化,MEMS惯性仪表具有可靠性高、承载能力强和测量范围大的特点;这些是传统机械式惯性器件无法比拟的.重点概述了近年来国内外微机电加速度计.微机电陀螺仪及其系统应用技术的发展情况,探讨了MEMS惯性技术下一步发展趋势.     

提高惯性仪表精度的途径

惯性仪表的精度是指惯性仪表允许误差的大小,允许误差小,就是精度高,允许误差大,就是精度低。本文主要介绍提高惯性仪表精度的重要性以及国外提高惯性仪表精度的主要途径。一、提高惯性仪表精度的重要性惯性仪表的精度对惯导系统的精度影响很大。单是陀螺的误差就占整个系统误差的16～     

隔离飞行器滚转的惯性导航系统方案设计

为解决无滚控情况下飞行器大滚动角速度对惯性仪表性能影响问题,提出隔离滚转的单轴稳定平台惯性导航系统新型惯导方案。该方案将惯性测量组合安装在沿滚动方向的稳定平台上,通过伺服电机驱动单轴平台相对于箭体反旋,隔离滚动方向的大姿态角速度,为IMU提供平稳的测试环境。研究了该方案的系统总体方案,完成了单轴稳定平台控制模型分析及控制方法设计,并通过数学仿真验证了该方案的可行性。     

航天惯性仪表40年与未来趋势

航天惯性今天在过去的４０年里，各方面技术都取得了长足的进步。在各种新型惯性仪表和惯性系统不断发展并日益成就的今天来预测２１世纪的惯性技术，需要回答的问题是：传统的机械转子式陀螺仪前景如何？新型惯性仪表在航天领域如何发展？惯性系统向何处去？在本文中就这些问题进行了一般的讨论。     

惯性导航系统中冗余信息的最佳应用

本文介绍用附加的、冗余信息辅助纯惯性导航系统,比较了各种辅助方法,研究了纯惯性系统的误差分析和误差特性,适时修正方法,讨论了最佳估值问题和状态变量的控制。     

余度捷联惯性测量装置的最佳测量

讨论了余度捷联惯性测量装置中传感器的配置问题,对几种优化性能指标进行了比较,并给出了最优冗余配置的充要条件,最后以５个传感器配置的余度系统为例,给出其最佳结构配置。     

余度捷联惯性测量装置的优化设计研究

冗余技术是改善导弹系统可靠性和精度的重要途径.为了获得导弹系统可靠性及精度与冗余度的总体优化,讨论了余度捷联惯性测量装置的优化模型及其算法,并进行了理论分析及公式推导.仿真实例也表明,模型和方法都是有效的,比较简单实用.     

加速度计的动态特性对无陀螺微惯性测量组合性能影响的研究

本文以压阻式加速度计为例,探讨了其动态特性对无陀螺微惯性测量组合的影响.首先,建立了9个加速度计的无陀螺微惯性测量组合模型,并推导了该模型的导航方程,然后根据加速度计的动态特性改进了其导航方程,最后进行了仿真验证.从仿真结果可以看出,对于相同的加速度计,输入信号的动态特性越强,惯性组合的误差越大.因而选用动态特性好的加速度计有助于提高无陀螺微惯性测量组合的性能.本文为无陀螺微惯性测量组合走向实用化,提供了理论依据.     

弹道导弹IMU斜装余度配置设计的系统性能分析

余度技术是提高导航系统性能的一种重要手段,本文对捷联惯性传感器多余度配置技术进行了研究。针对弹道导弹的特点,设计了适用于背景弹道使用的IMU:由3陀螺正交配置的4加速度计斜装配置构成。分析了影响惯性传感器输出的主要因素,建立了惯性传感器的误差模型,研究了斜装对传感器测量的多重影响,尤其是它对非线性误差的较大改善。在此基础上,设计了具有余度配置结构的惯性测量装置(IMU)．针对该IMU,建立了余度配置系统的标定模型。仿真结果表明,采用该IMU的弹道导弹导航性能显著提高,在现有器件精度下有效提高了系统的精度和可靠性。     

基于误差椭球理论的惯性部件构型分析

应用误差椭球理论,研究惯性部件的最优构型配置问题.假设估计误差为高斯白噪声过程,所有惯性部件具有零均值和相同的方差.在最小化待测矢量估计误差椭球的最大值的意义下,得到了个惯性部件的最优构型,并显示出误差椭球与估计误差位于该椭球内的概率成一一对应关系,可以通过选择合适的放大因子来权衡估计误差的大小与概率分布,并用蒙特卡罗方法进行了数值仿真,结果验证了此方法的可行性.     

基于最优模糊系统的惯导测量弹道修正模型设计

针对惯导测量弹道数据存在累计误差的不足,基于最优模糊系统构建了惯导测量弹道修正模型。通过遥测弹道数据和高精度GNSS数据构造的输入-输出数据对进行模糊系统设计,以导弹飞行试验的高精度弹道数据和惯导测量数据作为学习目标和样本来训练模型,采用最近邻聚类法建立修正模型模糊规则库。以惯性高度修正为例,验证了该方法的有效性,补全了光测和GNSS测量缺失段落的外弹道处理数据,修正了惯导测量弹道数据随时间累积的误差。     

惯测组合高低温环境简易标定方法

为简化惯性测量组合(IMU)高低温标定过程,基于输入输出物理量模相等的原理,提出了一种高低温环境IMU简易标定方法,并给出了最佳标定编排。高低温环境下对一套激光陀螺捷联惯导系统进行标定试验,结果表明:与传统标定法相比,简易标定法精度满足导航级惯性导航系统的应用要求。试验证实了简易标定法的有效性。     

基于姿态四元数的SINS/星敏感器组合导航方法

分析了一种星敏感器多矢量定姿原理,在考虑了惯性元器件误差及星敏感器误差的基础上,建立了SINS/星敏感器组合导航系统模型;以模拟的实时星敏感器测量信息为基础,通过将SINS确定的载体相对惯性空间的四元数姿态信息与星敏感器输出的高精度四元数姿态信息进行信息融合,实时估计出陀螺漂移量及失准角并对SINS进行在线修正,从而达到保证SINS高精度导航的目的。最后,通过仿真验证表明了这种SINS/CNS组合反馈校正方案的可行性和有效性。