基于光学捷联惯组的精密温控系统设计

光学捷联惯组所用惯性精度容易受环境温度影响,研究设计一种温度控制系统,此系统具有多路温度采集和温度控制的功能,系统采用高速信号处理器作为控制处理核心,通过惠斯通电桥和16位AD转换器完成对温度信号的采集。为提高温控系统加热效率,隔离外界温度对惯性器件的影响,采用分级控制方法。为实现快速、精密温控,实行分段控制策略,全速加热阶段保证控温的快速性,温度接近温控点时采用增量式PID控制算法完成PWM信号控制输出,实现控温的精确性。试验结果表明,系统实现了对惯性器件0.1℃的精确温控,为解决惯性器件迅速进入稳定工作状态提供了一种实用方法。     

图像处理测量静压流体轴承涡流力矩

涡流力矩是影响静压气浮、液浮惯性仪表精度的重要因素,传统工艺在对涡流力矩的测量中往往采用力平衡的原理接触测量,这种测量方法的测量灵敏度低,测量精度不高.提出了一种全新的采用图像处理原理的非接触式测量方法,提高了测量的精度和灵敏度.     

航天惯导研制的足迹：庆祝中国运载火箭技术研究院建院40周年

介绍了中国运载火箭技术研究院所属北京控制仪器研究所研制工作情况，其中包括：ａ）如何处理自力更生与技术引进的关系和继承与发展的关系；ｂ）滚珠轴承支承式惯性仪表的改进；ｃ）静压气浮技术、静压液浮技术、磁悬浮技术和动压气浮技术、挠性技术的研制；ｄ）上述惯导技术的成功应用。通过上述研制工作，摸索出了研制航天惯导仪表的途径，并积累了一些基本的经验。还介绍了各种惯性仪表在运载火箭以及民用产品上的应用情况，对航     

现代惯性仪表制造技术发展动向

本文论述了惯性仪表的根本特点在于它对力矩的敏感性，经典陀螺仪性能的提高主要依赖支承技术的改进，而超精密加工是支承制造技术的关键。文中对惯性仪表精密加工、超精密加工、特种加工及精密装配技术的现状及发展动向作了简要介绍和分析。     

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～     

惯性仪表高精度机械零件的加工

宇航惯性制导系统中使用的惯性仪表(各种陀螺和加速度计)是由多种多样的小型精密机械零件制成的。这些零件的尺寸公差和几何精度都要求加工得非常精确。为达到非常严格的设计性能指标,生产的这些零件应相互匹配,有良好的重复精度,且与外购件如仪表滚珠轴承有精密的配合。在加工方面,必须考虑结构材料、精密的公差,专用机床,严格控制加工环境,特殊的技艺和相应的生产工艺。     

自控型八极磁力轴承系列的实验研究——导航系统中浮动型惯性敏感元件用磁力轴承系列的研究(2)

1.绪言用于火箭等宇宙飞行器惯性导航装置中的惯性敏感元件,其精度要求是很高的。过去本所(日航技研所)研制的液浮惯性敏感元件(液浮式一自由度广角积分陀螺,液浮振子型加速度计),为了得到高分辨率和高精度,使常平架浮筒浮在等于其平均密度的油中,而在输出轴上使用高精度的宝石尖轴承,以减低绕输出轴所发生的无用转矩。然而,这种轴承在宝     

制导用液浮磁悬浮摆式加速度计的研究

火箭等宇宙飞行器的导航、制导系统用惯性传感器(陀螺、加速度计),要求具有很高的精度。航空宇宙技术研究所,过去对惯导用液浮惯性传感器的高精度化进行了大量研究工作。研究试制了液浮单自由度大速率积分陀螺及液浮摆式加速度计。为了提高性能,这些惯性传感器都是将常平架浮在与比重相等的浮油中,以便减轻轴承上的负荷。而且输出轴承是采用宝石轴承,可以减少绕输出轴的有害力矩。不过,这种轴承在宝石与尖轴之间不可避免的有松动和微小的接触摩擦。这就是妨碍传感器高精度化的重要原因之一。因此,为了将这些惯性传感器的输出轴改为电磁非接触悬浮,曾对自控型(交流谐振型)八极磁轴承方式进行了理论和实验研究,并取得了必要的设计资料。     

光纤惯组温度补偿模型和测试技术研究

光纤惯性导航系统中的光纤陀螺和石英加速度计的漂移受温度变化影响显著,导致其在导航系统中的应用受到各种制约。现在工程上采用的温控技术虽然保证了光纤陀螺工作环境温度的稳定,但其需要在陀螺内增加温控设置,并对设置的温度控制性能提出了较高的要求,这样必定会增加光纤陀螺的体积、质量和成本,同时温控精度也受到制约。提出了一种基于光纤惯性测量组合的温度补偿模型,并设计相应的试验方法对陀螺仪和加速度计的零偏和标度因数进行了温度补偿。试验验证,提出的温度模型准确有效,有利于补偿因温度变化引起的加速度计和陀螺仪的零偏和标度因数影响,达到提高惯性导航系统的导航精度的目的。     

惯性仪表误差的分离技术

建立误差模型,进行误差分离并对误差进行补偿是目前国外提高惯性仪表精度的主要途径之一,下面主要对误差模型的建立及误差分离情况作一简单的介绍。一、误差模型的建立惯性仪表的误差模型是指惯性仪表误差的数学表达式。建立误差模型是为了提高惯性仪表在武器上的使用精度。研究误差模型中各系数的大小及稳定性,分析各系数与有关物理因     

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.     

基于过机械应力导致液浮陀螺零位跳变的故障分析

在液浮陀螺惯性测量单元测试过程中,出现液浮陀螺随位置翻转跳数现象,对该现象进行了分析排查,认定陀螺自身存在故障,理论分析认为故障现象是由于氟油中存在多余物造成的。对陀螺分解后,发现故障原因是宝石垫出现的不规则裂纹,这是一种非典型故障,对该故障机理以及造成该机械损伤的原因进行了深入分析,认为液浮惯性测量单元使用过程中受到的冲击积累是造成宝石垫机械损伤的主要因素,液浮陀螺的使用应尽量避免较大量级的冲击。     

惯性仪表的磁悬浮技术

磁悬浮技术是提高惯性仪表精度最有效的措施之一,目前这一技术在国外已得到了广泛的应用。一般的惯性仪表,由于其浮子轴靠宝石轴承定位,因而无法避免固体接触引起的干扰力矩,而且这个力矩是不确定的。另外,由于宝石轴承有问隙,浮子工作位置不确定,会发生缓慢的位置变化,引起缓慢变化的干扰力矩,并影响传感器输出信号的变化。为解决这一问     

石英振梁加速度计概述

随着惯性技术的发展,它的方向发生了新的变化,微机械技术日益占据重要的地位.石英振梁加速度计正是这样的一种微机械惯性仪表,因此有必要对其进行以下全面描述.本文介绍了惯性技术的发展方向,石英振梁加速度计的发展状况、基本原理、主要构成和主要材料、主要优点,也指出了其研制的主要技术、途径,并进行了简单的精度分析.     

石英振梁加速度计概述

随着惯性技术的发展，它的方向发生了新的变化，微机械技术日益占据重要的地位。石英振梁加速度计正是这样的一种微机械惯性仪表，因此有必要对其进行以下全面描述。本文介绍了惯性技术的发展方向，石英振梁加速度计的发展状况、基本原理、主要构成和主要材料、主要优点，也指出了其研制的主要技术、途径，并进行了简单的精度分析。     

自控型八极磁力轴承系列的理论分析——导航系统中浮动型惯性敏感元件用磁力轴承系列的研究

1.前言为了提高火箭等的导航精度,惯性敏感元件(积分陀螺、导航用加速度表等)的高精度化是很必要的。以往,在液浮式一自由度广角积分陀螺及液浮振子型加速度计的高精度化研究中,进行了敏感元件的数字零位控制方式等的研究。为了使这些惯性敏感元件取得高分辨率和高精度,是将常平架漂浮在密度均匀的油中,而且在输出轴承上采用工作精度高的宝石-尖轴承。不过,这种宝石-尖轴承不论说它有怎样高的精度,但在宝石与尖轴之间必然会发生摇     

快速寻北系统误差补偿技术研究

寻北系统以地球自转角速度作为输入基准,利用陀螺仪和加速度计分别测量地球角速度的分量及载体的倾角,对数据进行捷联解算后获得基准轴与真北方向的夹角,从而得到载体的某一固定轴与北向的夹角。由于系统中存在着很多误差因素,它们将直接影响系统的寻北精度。作为一种精密惯性仪表,寻北系统的精度与其选用的敏感元件、结构安装及用于计算的参数等都有极其重要的关系,通过对系统的误差进行分析,找出合适标定试验方法,通过对系统进行补偿后保证系统的精度。     

多惯性仪表冗余系统方案设计及其关键技术

首先介绍了多惯性仪表冗余系统的功能和优缺点,指出它是提高弹道导弹制导系统可靠性和精度的重要途径.然后讨论了实现多惯性仪表冗余系统所需解决的几项关键技术,包括冗余系统的配置方案、优化冗余方法、惯性仪表选取和数据融合方法等,并给出了相应的建议和对策,最后以仿真实例表明该方案是可行的.     

惯性传感器技术展望

过去已经发明了许多种惯性仪表，随着制导、导航和控制市场的扩大，现在和将来，正在并将继续发明许多种新的惯性仪表。有些惯性仪表已在目前的应用中找到适当的位置，有一些则还没有进展到超出实验室／原型阶段，仍需要进一步的开发。首先介绍支配目前市场（如战略导弹、航空、空间和战术导弹）的陀螺仪和加速度表，并从性能和技术两个方面说明它们为什么是成功的。从这一节清楚地看到，电机和环形激光技术支配着目前的市场。然而，由于使用现有技术能满足精度要求，将新的技术引进目前应用的任何企图决定于低寿命周期成本，小尺寸和低生产成本的需要。因此。未来仪表的成功将决定于实现低成本、高可靠性仪表的那些技术。第二部分介绍目前正取代现有仪表以及预料支配末来市场的那些技术。另外，还介绍了潜在的新应用、新市场、显然，在今后２０年内，电机仪表除了具有不能被取代的独特性能者之外，很快将被取代。另外，由于固体技术内的激烈竞争，成功的关键是系统结构和及时性。     

先进稳定平台惯性测量装置试验台的校准与对准

前言罗克韦尔公司设计制造的先进稳定平台(ASP)为德雷伯实验室设计的第三代惯性仪表(TGII)提供了良好的试验环境。这些仪表用在目前正处于研制进展阶段的浮球平台高级惯性参考球惯性测量装置(AIRS-IMU)中。高级惯性参考球的惯性测量装置可为新的弹道导弹提供较高的精度。先进稳定平台惯性测量装置由于它具有四常平架的不受限制的角自由度和装在平台上的光学读出反射镜,因而特别适于用作试验台。