微机械惯性仪表综述

介绍了当前国外微机械陀螺仪和微机械加速度计的典型方案，并对其工作原理进行了简要的分析。     

振动轮式微机械陀螺仪闭环驱动控制方法研究

本文在分析振动轮式微机械陀螺仪稳定工作条件的基础上,探讨了微机械陀螺仪对驱动电路的控制要求,提出一种新颖的驱动频率自动跟踪的控制方法,给出了驱动电路闭环控制框图,详细分析了驱动模态闭环控制逻辑,最后的开、闭环对比实验说明了本控制方案的有效性。     

基于角速度传感器与DSP的三维陀螺仪

ADI公司的角速度传感器ADXRS401具有优良的特性。本文介绍了ADXRS401的工作原理,设计并实现了一个三维陀螺仪;同时给出了该系统硬件和软件的设计方案和具体实现,并提高了该微机械陀螺仪的精度,给出了一个应用解决方案。     

惯性传感器技术及发展

论述了惯性传感器的发展过程和其在惯性导航系统中的地位 ,对新型惯性传感器 :壳体谐振陀螺仪、微机械电子系统惯性传感器、光纤陀螺仪的原理、性能和研究现状作了分析 ,最后指出了惯性传感器的发展方向。     

一个改进型的双框架硅微机械陀螺仪􀀁

本文分析了双框架式硅微机械陀螺仪的作用机理,提出了改进双框架式硅微机械陀螺仪性能的措施.仿真结果表明,通过改进,陀螺仪的灵敏度和信噪比都可以大大提高.     

速率陀螺仪采样数据的分析研究

为了提高速率陀螺仪在自动导引车（AGV）上的实际控制效果，将现场采样数据进行科学分析研究；通过速率与温度标定因数的关系，研究了计算转动角度曲线图，使用滤波计算滤波前后的速率曲线图的方法；通过对图形的详细分析，表明误差选取为0．01时的滤波效果最佳，为速率陀螺仪的标定提供了一定的依据；并进行了仿真实验，结果表明采用该方法选定的误差范围和滤波算法，可以有效地提高速率陀螺仪在转向过程中的控制准确度。     

微机械陀螺仪温度特性及补偿算法研究

微机械陀螺是近代发展起来的一种角速率传感器,与传统陀螺仪相比,它具有体积小、重量轻、价格便宜等特点,但其性能受环境温度的改变影响很大。通过分析温度变化对微机械陀螺仪的影响,推导出陀螺输出、驱动轴相位与温度的关系,提出了一种无温度传感器的新型补偿算法,经温度实验补偿后的陀螺温度漂移减小到补偿前的5%,为微机械陀螺的性能改善提供了一种新的途径。     

对称解耦硅微陀螺仪结构设计研究

硅微机械陀螺仪的驱动模态和敏感模态间的交叉耦合制约了其性能的提高。设计了一种对称解耦硅微机械陀螺仪,它的驱动机构与检测机构都做线性滑膜阻尼振动且完全解耦,使得驱动和敏感模态之间的耦合小、结构振动平稳性好、品质因数高。该微陀螺仪的驱动与检测支承梁完全相同且对称分布,使得驱动模态和敏感模态的谐振频率受加工误差和温度变化的影响近乎相同,所以频率匹配性好,结构的灵敏度大大提高。实验测试结果表明对称硅微机械陀螺仪的耦合误差得到了有效减小,并且它的驱动和检测谐振频率仅相差6Hz,其品质因数在空气条件下分别为145和117,检测模态的品质因数与采用压膜阻尼振动方式进行检测的硅微机械陀螺仪相比有了显著提高。     

微机械陀螺仪模态分析

利用计算机软件对有限元法构建的微机械陀螺仪模型进行分析可以掌握其各种参数。根据静电梳状驱动结构,设计符合性能指标的陀螺仪结构,并利用有限元分析法借助ANSYS软件对陀螺仪进行模态分析,从而得出陀螺仪的驱动模态和敏感模态,为已经设计的结构提供分析和修正的参考,从而提高微机械陀螺仪设计结构的品质因数。     

硅微振动陀螺仪驱动器自激驱动研究

为了提高硅微机械陀螺仪的检测精度,稳定驱动振动速度的幅度和频率,采用了硅微机械陀螺仪自激驱动方式.该方式能够使驱动振动自动稳定在陀螺仪驱动模态的谐振频率上.同时,采用自动增益控制(AGC)保持恒定的驱动振动幅度.根据自激驱动电路原理和现有的陀螺样品,建立了陀螺仪驱动动力学方程的等效电路模型.设计、制作了自激驱动电路,仿真和实验结果表明该方法切实可行.     

基于NI CompactDAQ的惯性器件性能评估系统

惯性元件性能评估系统,是以单轴速率转台为基础的对陀螺仪或加速度计基本技术指标进行测试、标定和评估的系统.惯性器件作为捷联惯导系统的心脏,其测量系统精度性能的优劣直接影响到惯导系统的精度.选用NI CompactDAQ设备USB-9239作为惯性元件性能评估系统采集核心.NI CompactDAQ提供简单易用USB接口,并在一个简单、用户可配置的系统中集成了传感器的直接连接、信号调理、模数转换等多种特性.实验表明该采集系统运行可靠,提高了测试的精度和效率,为惯性器件的性能分析与进一步改进提供基础,具有巨大的使用价值.     

速度加角速度匹配传递对准方法研究

以主惯导和子惯导的速度差和角速度差作为观测量,设计速度加角速度匹配传递对准方法。推导了速度加角速度匹配微分方程,建立了速度加角速度匹配的线性滤波模型。速度加角速度匹配传递对准方法作为计算参数匹配法和测量参数匹配法的结合,比较传统的速度匹配传递对准方法利用了更多的观测信息,因此,对方位的估计精度高,估计时间短。     

基于Kriging滤波的高精度视线转率估计方法

针对空间目标拦截器拦截过程中,有高斯噪声干扰的视线转率估计问题,提出基于Kriging滤波视线角转率估计方法。该方法先进行惯性视线角的重构,再设计窗函数,通过非模型的数值方式估计出视线角转率。仿真结果表明,该方法计算量小,不受模型约束,可以有效提高视线转率的估计精度,进而提高制导精度降低脱靶量。     

惯性仪器通用测试与故障诊断系统设计

针对在分析惯性仪器测试需求和基本功能的基础上,提出一种通用测试的理念和方法。针对惯性平台测试与故障诊断系统的特点和设计要求,给出了基于VXI总线的惯性平台自动测试与故障诊断系统的开发设计方法,重点探讨了VXI总线测试硬件与软件的组成和实现方法。所提出的系统成功应用于某些型号惯性仪器的性能测试过程,实现了测试过程的优化控制和优化运行,取得了明显的应用成效。     

Vision-based Position Control of a Two-rotor VTOL miniUAV

In this paper we address the stabilization of the attitude and position of a birotor miniUAV to perform autonomous flight. For this purpose, we have implemented a Kalman-based sensor fusion between inertial sensors (gyros-accelerometers) and the optical flow (OF) provided by the vehicle. This fusion algorithm extracts the translational-OF (TOF) component and discriminates the rotational OF (ROF). The aircraft’s position is obtained through an object detection algorithm (centroid tracking). Newton-Euler motion equations were used to deduce the mathematical model of the vehicle. In terms of control we have employed a saturated-based control to stabilize the state of the aircraft around the origin. Experimental autonomous flight was successfully achieved, which validates the sensing strategy as well as the embedded control law.     

A psychophysiological approach to the assessment of work underload

The findings of a laboratory investigation of the relationship between the subjective and physiological components of work underload are reported. The subjective component is described in terms of the subjective work underload checklist, mental effort, and cognitive arousal. The physiological component is defined in terms of heart rate and heart rate variability. Evidence for an increase in work underload with a decrease in heart rate is provided. The relevance of this research to the aerospace environment is discussed and the need to investigate the behavioural component of work underload emphasized.     

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。     

On control and optimization of elastic multilink mechanisms

This paper presents a simple method for control of nonlinear elastic multilink mechanisms. The associated control law consists of open and closed loop components. The open loop component produces the desired overall rigid body motion, while the closed loop component suppresses the elastic motion relative to rigid body motion. Both the control law and the structural dynamics are referred to an inertial coordinate system. As a consequence, the control forces and control moments are easily simulated in a dynamic finite element analysis program. A series of numerical simulations illustrate the generality of this new method.     

"惯性交感"现象分析、控制与仿真

现代飞机设计变化,增大了喷气战斗机出现惯性交感的可能性,致使某些飞机在高滚转速率下完全失稳。这种现象的数学分析通常是相当困难的。为此,本文利用简化线性分析法研究了惯性交感的影响因素和灵敏度,并僵助计算机仿真手段确定了影响系统稳定性的参数和提供了通过附加航向及俯仰速率反馈进行人工稳定飞机的惯性交感控制系统。     

基于磁粉离合的变惯质阻尼器理论及试验研究

针对超长斜拉索振动主模态区间多变的特点,磁粉离合惯质阻尼器作为半主动变惯质阻尼器对比被动惯质阻尼器更具优势.根据已有研究发现,仅向磁粉离合惯质阻尼器输入直流电并不能实现阻尼器惯质系数恒值可调的功能,本文通过输入简谐电流的方法实现该功能.首先,介绍了磁粉离合惯质阻尼器基本原理及其力学特性,从磁粉离合器双轴相对运动状态来分析磁粉离合器在不同电流工况下的力学性质,进而研究实现阻尼器变惯质功能的输入电流控制算法.然后,综合阻尼器基本构造建立了其力学模型,从而得出阻尼器在稳态激励条件下的等效惯质系数表达式,阐明了阻尼器在输入控制电流下的等效惯质系数与控制电流幅值呈二次线性关系.最后,通过实验对阻尼器惯质系数的可调性进行了验证.