过载振动复合环境下平台惯导系统仿真分析

分析了过载振动复合环境下平台系统的工作原理和误差情况,提出一种反映惯性仪器结构振动特性的误差模型.设计了基于Simulink的复合环境下惯性测量误差的仿真流程.对过载振动复合环境下惯性测量误差进行仿真,得到复合环境下惯性测量误差的规律.研究表明,惯性仪器在过载振动复合环境下,因为结构变化而产生了较大的工作误差,这些误差的表现形式相当复杂,在单一环境实验中是体现不出来的.     

动力学环境下液浮摆式加速度计建模与仿真

该文采用有限元法对液浮摆式加速度计在过载振动复合环境中的动力学特性进行研究,提出一种反映动力学环境下液浮摆式加速度计结构振动特性的误差模型.设计了基于Simulink的复合环境下液浮摆式加速度计测量误差的仿真框图.并对过载振动复合环境下液浮摆式加速度计测量误差进行仿真,得到复合环境下液浮摆式加速度计测量误差的规律.研究表明,液浮摆式加速度计在过载振动复合环境下,因为结构变化而产生了较大的工作误差,这些误差的表现形式相当复杂,在单一环境实验中是无法体现的.     

模拟后坐离心环境对惯性点火器钟表机构

为揭示模拟后坐离心试验环境对某惯性点火器用于发射环境识别的钟表机构工作时间的影响,优化试验设计,用Adams建立该钟表机构工作过程仿真模型,得到其工作时间与离心半径和离心过载的关系曲线.钟表机构工作时间随离心过载的增大而单调增长;离心过载不变时,离心半径越大,钟表机构工作时间越接近模拟后坐环境下的工作时间.     

超声波传感器测距实验平台设计与实验

超声波传感器在农业环境的实际应用中,环境的多变会引起超声波传输误差,传感器自身的波束角效应会引起测距误差,运动机械的振动也容易引起测量误差.针对超声波传感器在农业环境中的应用,设计了超声波测距实验平台.根据超声波传感器的工作原理,研究了测量误差产生的原因.重点研究了被测面和传感器波束角大小引起的测量误差,比较了不同条件...     

一种数据融合车载捷联惯导系统在线标定方法

研究捷联惯导系统标定准确性问题,在没有精密转台等辅助仪器环境下,长时间放置车载惯导标定,存在扩充陀螺和加速度计零偏、刻度因素、安装误差等问题,为解决上述问题,提出了一种利用惯性/卫星的速度、位置、姿态全组合观测量的方法,采用开环滤波对惯性器件进行系统级的估计和补偿。利用可观测性和导航仿真数据进行分析,仿真结果表明,在一定时间内惯性器件误差逐步收敛,初步实现了在线/无需拆卸的惯性器件误差标定。补偿后性能较补偿前有明显的提高,改进方法具有一定的理论和工程参考价值。     

惯性测量组合的优化设计与误差补偿算法研究

设计了九加速度计惯性测量组合用于测量飞行体的姿态和位置。通过理论分析和计算机仿真,结果显示由9个加速度计的输出可解算出载体运动角速度和线加速度,但由于加速度计的测量误差引起的角速度的解算误差会随飞行时间的增长而累积,采用误差补偿算法可有效地减小误差。另对加速度计位置误差进行了理论分析和仿真,结果表明,由加速度计组合的惯性测量方案对加速度计位置误差非常敏感。     

惯性测量系统误差模型的机载验证仿真平台实现研究

惯性仪表误差直接影响导航精度,很多情况下,为了能够取得更好的惯性测量系统误差标定结果,需要在机载动态的情况下实时地在线标定惯性器件的误差;基于此目的,利用PC机和两组RS-232串口通道作为基本的平台硬件,在Visual C++开发环境下开发了半物理仿真应用程序;仿真平台具备了基本的可视化操作界面、惯性测量系统仿真功能、数据传输功能以及标定解算功能;并且对安装方式的误差进行了标定仿真实验,并取得了较好的可实现性,为空中在线标定惯性系统误差提供了比较可靠的仿真实验平台。     

大气高度辅助的惯导/SAR组合自适应算法研究

在组合惯导系统优化问题的研究中,SAR图像匹配导航仅能提供对惯性导航误差水平位置修正,无法获得高度信息.为改善基于经典控制理论设计的惯性/大气阻尼高度通道性能,充分体现大气和惯性导航两者结合的优势,提出了利用大气高度辅助惯性/SAR的组合导航方案.在深入分析惯性/大气高度阻尼系统工作原理的基础上,设计了考虑大气动态测量误差的组合模型;为有效提升组合系统在跨音速等高动态飞行条件下的导航性能,提出了改进的采用大气高度辅助的惯导/SAR组合自适应Sage-Husa方法.最后仿真可行性结果表明,提出的大气高度辅助的惯导/SAR自适应组合滤波方法可以有效改善跨音速等高动态环境下的组合系统性能.     

常规弹药转速测量时频分析方法研究

常规弹药智能化改造过程中面对的高过载、高转速的恶劣环境使得传统的速率陀螺无法正常工作,因此可以在惯性测量组合中用磁传感器代替速率陀螺来测量弹丸转速。以仿真的单轴磁传感器输出信号为研究对象,分别采用峰值检测、过零周期检测、短时傅立叶变换和"滑动窗口"Chirp-z变换四种时频分析方法提取弹丸转速,对结果做误差分析,得出精度最高的转速提取算法。     

基于过载上电的弹载飞行数据记录仪研究

弹载飞行数据记录仪安装在智能弹药内,测量并记录弹体的外弹道飞行位姿数据,在炮弹发射过程中要承受巨大过载。微机电系统(MEMS)惯性传感器是弹体位姿测量系统的重要组成部分,其机械结构在上电状态下难以承受高过载冲击,因此需要一种自动上电电路,保证在炮膛冲击后再给位姿测量系统供电;另外,还需要保证数据记录仪在高过载环境下稳定、可靠地运行。针对上述问题,提出了一种记录仪受过载冲击后自动给测量系统上电的方法,使MEMS惯性传感器在过载冲击过后开始工作;采用过载开关冗余设计,提高过载开关的可靠性;采用供电电源冗余设计,提高系统供电的可靠性;通过系统灌封的方式,提高了系统结构的抗过载能力。通过试验验证了过载上电、锂电池供电回路以及数据记录的可靠性,弹载飞行数据记录仪能可靠记录炮弹的位姿数据。     

双轴旋转惯导系统的转位方案优化技术研究

针对旋转惯导系统导航性能受陀螺漂移调制特性影响的问题,以双轴旋转惯导系统为对象,推导了双轴依次旋转方式的漂移调制特性;通过傅里叶级数变换,提取了调制后陀螺漂移的关键分量;通过惯导误差方程求解和分析不同转、停时间条件下的定位误差特性,确定了优化的双轴转位方案。计算机比对仿真表明:优化的转位方案能有效提高双轴旋转捷联惯导的导航定位性能。     

组合导航的AGV定位精度的改善

为了减小AGV惯性导航系统的累积误差,利用地埋标签辅助惯性导航系统构成一种自主式组合导航系统.在忽略陀螺仪误差的基础上,由惯性导航系统的运动方程推算出位置误差的计算式,得出影响误差的3个因素:加速度计偏差、AGV的行驶角度和地埋标签的数据更新时间.提出从影响误差的地埋标签数据更新时间入手,重新布放地埋标签以降低数据更新时间来提高AGV定位精度.通过Matlab对数据进行仿真,表明该方法能有效地降低AGV惯性导航系统的累积误差,进而改善了AGV的定位精度.     

制导航弹半实物仿真系统误差分析与建模

制导航空炸弹半实物仿真系统中存在着各种各样的误差因素，该文主要研究半实物仿真系统中主要设备的静，动态误差特性，包括弹体姿态模拟器，四通道液压负载模拟台和线加速度模拟台，并建立相应的误义模型，此项研究对提高仿真系统的精度具有重要的意义。     

无人飞行器的北斗卫星组合导航算法研究

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,为促进北斗卫星系统在导航方面的运用,降低我国导航方面对GPS的依靠,从而进一步降低成本,提高无人飞行器的导航精度,本文对捷联式惯性导航系统（INS）和北斗定位导航系统的组合导航算法进行了研究,通过惯性导航系统的原理和导航解算的过程,选择惯导系统和北斗系统的速度、位置差值作为观测量,建立组合导航系统的状态方程和观测方程,利用无迹卡尔曼滤波得到惯导系统状态量和惯性敏感器的误差,对惯导系统进行误差补偿,从而实现无人飞行器的高精度导航控制.并使用Matlab进行仿真,得出高精度的模拟输出轨迹.     

微惯性测量单元设计及其误差补偿模型的研究

针对微惯性测量单元(MIMU)小体积、低功耗、低成本、高实时性的应用需求,设计了一种基于ARM和MEMS惯性器件的MIMU系统,并根据实验中得到的惯性器件的误差特性建立了一种惯性器件误差补偿模型,然后在硬件系统上进行了实验验证.利用该模型对惯性器件测量结果进行修正,可以有效抑制误差,提高MIMU的测量精度.整个系统能满足使用精度要求.     

基于模糊AKF地磁辅助导航的采煤机定位方法

针对惯导在采煤机定位时产生累积误差以及实时定位精度低等问题,提出了基于模糊自适应卡尔曼滤波(AKF)惯性地磁辅助惯性导航的采煤机动态定位方法.通过迭代最近等值点(ICCP)算法将惯导与地磁辅助技术组合,并引入模糊自适应的卡尔曼滤波方法,实现了在线自适应调整测量噪声方差阵.通过对采煤机进行定位仿真分析,结果表明:可克服惯导定位误差随时间累积的缺点,实现了采煤机实时高精度定位.     

用于短时定位的MEMS旋转调制惯性导航系统

旋转调制技术能通过旋转机构的周期性转动有效地提高惯性导航系统的导航精度.首先,对在短时导航情况下的惯性导航系统和旋转调制惯性导航系统的误差特性作了详细的分析.接着,针对实际的MEMS旋转调制惯性导航系统,介绍了它的系统组成,并通过分析和比较确定其旋转方案和导航解算方案.同时,旋转机构引入的误差被分析和补偿.在此基础上,进行了静态和动态实验,并通过TRMS方法进行了精度评估.实验结果表明,静态实验和动态实验在旋转调制状态下的精度分别达到不旋转状态时的10倍左右和3倍左右.     

MEMS SINS-GPS组合导航系统设计

为实现满足中低精度要求的低成本导航系统,选用MEMS惯性传感器研制了捷联式惯性导航系统(SINS);针对MEMS惯性传感器噪声较大和惯性导航系统误差随时间迅速累积的问题,利用小波对MEMS陀螺信号进行了降噪处理,并采用SINS-GPS卡尔曼滤波组合导航系统以消除惯导系统的误差累积,输出较高精度的速度、位置信息.对SINS和组合导航系统进行了仿真实验,实验结果表明所建系统的长时间导航性能有一定改善.     

IMU标定数学建模及误差分析

惯性测量单元（IMU）标定路径设计和数据处理方法取决于IMU标定数学模型,安装误差是决定IMU标定模型的重要因素。针对工程中加速度计和陀螺相对载体安装方式的不同,提出一种通过坐标系转换矩阵建立IMU标定数学模型的方法,推导IMU标定模型误差与载体角速度和加速度之间的关系,分析IMU标定模型误差对捷联惯性导航系统导航参数的影响,并利用转台提供的位置信息设计IMU标定路径和数据处理方法。仿真和转台实验结果表明：IMU标定数学模型误差引起捷联惯性导航系统速度误差、位置误差和姿态误差;安装误差的表现形式决定了IMU标定模型误差对系统导航精度的影响。