基于总方差方法的光纤陀螺随机误差特性研究

为解决Allan方差在长相关时间上存在估计误差较大的问题,根据光纤陀螺随机误差信号的频率特性,提出了采用总方差来对光纤陀螺的随机误差特性进行分析的方法.用模拟的光纤陀螺各项随机噪声对Allan方差和总方差方法进行了比较仿真研究,并利用总方差方法分析和辨识了光纤陀螺实际测试数据中随机噪声的类型和噪声水平.试验结果表明在长相关时间上,总方差的值和实际的幂律谱噪声的行为特征是一致的;在平均因子较大的情况下,总方差能够有效地提高方差估计值的置信度,估计精度优于Allan方差分析方法.     

交叠式Allan方差在微机械陀螺随机误差辨识中的应用

微机械陀螺随机误差的辨识对提高微机械陀螺的精度具有非常重要的意义。在相同的置信水平下,交叠式Allan方差分析方法比普通Allan方差具有更大的置信区间。论文对交叠式Allan方差在微机械陀螺随机误差辨识中的应用做了深入研究,并基于该方法对某型号微机械陀螺进行了随机误差辨识实验。实验表明该方法能有效地辨识出微机械陀螺的各项随机误差成分。     

光纤陀螺漂移的数据分析及建模

设计了应用于陆用捷联惯导系统中的干涉式光纤陀螺(IFOG)的数据采集系统,对IFOG进行了测试,给出了测试曲线.采用Allan方差法对IFOG的测试数据进行了分析,辨识出了各项随机误差系数.此外,采用时间序列分析方法,建立了IFOG的随机漂移误差模型.所得结论为改进IFOG设计及实际应用中对IFOG的误差补偿奠定了基础.     

光纤陀螺用于工程结构形变测量的误差分析

针对传统的测量方法在检测大型工程结构的形变过程中存在仪器架设困难，基准点难以确定，不能实现实时在线测量等局限性，提出了将光纤陀螺仪用于工程结构形变检测的测量方法。简要介绍了光纤陀螺用于轨迹测量的近似算法，具体针对该算法在检测工程结构形变中产生的测量误差进行了分析，并且提出了一系列减小测量误差的相应措施：选择合适的测量运行速度，消除测量基准点引入的测量误差，对陀螺仪自身的漂移进行补偿，根据被测对象设计合理的小车和预设导轨。     

信号处理提高开环光纤陀螺动态范围的方法研究

本文根据光纤陀螺开环系统的输出信号特点，提出用信号处理方法提高动态范围的方案．文中对动态范围、刻度因子的线性等参数进行了分析和计算．最后给出了实际的测试结果     

光源特性对光纤陀螺中零位漂移影响的分析

分析了超发光二极管（SLD）光源出纤光功率和波长波动产生的零位漂移,指出采用闭环控制能减小光功率波动的影响。最后把SLD 源和光纤光源作了比较,指出在高精度应用领域,利用稳定波长的光纤光源是一种较好的选择。     

一种加速度计螺旋下落时误差系数的Allan方差分析

随着卫星导航定位系统和惯性导航系统（INS）的不断发展,由2种系统组成的组合导航系统已经在很多方面发挥了积极作用。随着组合导航系统技术日臻成熟,低成本的INS也得到了广泛应用,MEMS惯性器件体积小、功耗低,便于低成本系统的实现,但缺点是误差较大。为了对MEMS惯性器件的误差项进行分析和识别,多位研究人员使用Allan方差方法对惯性器件长时间数据进行处理对加速度计螺旋下落时的误差项进行了Allan方差分析,介绍了Allan方差分析方法的原理和实现方法,并利用该方法对加速度计的各个误差项进行了辨识通过对加速度计的实测数据进行处理和分析,属于短时间内Allan方差分析方法,并给出了加速度计各个误差项识别结果,对后续分析被测运动物体的姿态计算精度有参考价值。     

数字滤波在光纤陀螺信号处理中的应用

针对光纤陀螺（FOG）输出信号存在的角度随机游走、偏值不稳定性、速率随机游走和量化噪声等问题,采用了有限冲激响应滤波器、小波变换阈值滤波器和小波包变换滤波器分别对FOG输出信号进行滤波。利用Allan方差法得到了滤波后FOG信号各误差源的幅度,然后与原输出幅度对比。实验结果表明,这3种滤波方法均具有一定的可行性。其中,小波变换阈值滤波法既可以得到很好的滤波效果,又能有效降低滤波的计算复杂度,为FOG信号处理提供了一定的参考价值。     

基于LMS的光纤陀螺数据处理

根据光纤陀螺的特点,利用LMS算法的最小均方准则及其快速性和稳定性的特点,对光纤陀螺原始数据进行滤波处理,并对滤波前和滤波后的效果进行比较．结果表明：通过LMS自适应滤波算法在很大程度上降低了光纤陀螺原始数据存在的常值漂移和随机噪声．     

MEMS陀螺随机误差补偿在提高姿态参照系统精度中的应用

为提高航姿系统姿态角测量精度,论文对MEMS陀螺随机误差的测试和补偿进行了研究。运用Allan方差方法分析了MEMS陀螺各项随机误差的特性,建立了针对MEMS陀螺的随机误差补偿模型。采用Allan方差辨识算法完成对各项随机误差的分离,获取速率随机游走(RRW)和角度随机游走(ARW)噪声方差值。通过设计的卡尔曼滤波器对MEMS陀螺随机误差进行实时估计补偿,利用姿态解算算法得到随机误差补偿前和补偿后各3个方向的姿态角。实验结果表明经误差补偿后系统的静态偏航角测量精度提高了3倍、横滚角提高了4倍、俯仰角提高了12倍。     

基于车路相互作用的动态特性分析

基于车路相互作用建立了简化的双自由度四分之一车辆振动模型,以路面不平整度为激励,描述了路面不平整度的功率谱密度,运用随机振动理论分析了不平整路面上的车辆对路面的随机动压力。实例分析表明,动载系数随着车速和路面不平整度的增加而增加,动载系数是反映随机动压力大小的重要参数。     

应用静电力矩改善新型转子式陀螺的动态特性

提出应用静电力矩反馈的方法解决一种新型转子式陀螺的欠阻尼问题。设计了静电力矩反馈的机械结构,并对其进行了建模分析以及有限元仿真验证。通过对比不同反馈条件下陀螺的动态响应发现,该方法可以显著改善陀螺的动态特性。随着反馈电压的增加,陀螺系统从欠阻尼状态无限趋近临界阻尼状态。考虑到介质击穿的限制以及反馈强度对幅频特性的影响,最终确定反馈电压应设置在100V附近。此时,系统单位阶跃响应的过冲由开环时的87%以上降低到约5%,稳定时间由1.3s缩短为0.1s左右。     

基于Kalman滤波的MEMS陀螺仪滤波算法

针对MEMS陀螺仪精度不高、随机噪声复杂的问题,研究了某MEMS陀螺仪的随机漂移模型.应用时间序列分析方法,采用AR(1)模型对经过预处理的MEMS陀螺仪测量数据噪声进行建模,进而基于该AR模型并采用状态扩增法设计Kalman滤波器.速率试验和摇摆试验仿真结果表明,在静态和恒定角速率条件下,采用该算法滤波后的MEMS陀螺仪的误差均值和标准差都比滤波前有了明显的降低.针对摇摆基座下该算法随摆动幅度的增大效果变差的问题,从提高采样率和选择自适应Kalman滤波2个方面对算法进行改进.仿真结果表明,2种方法都能改善滤波效果,然而考虑到系统采样频率和CPU计算速度的限制,自适应滤波有更高的实用性.     

基于曲面拟合的电力系统节点动态频率响应特性的影响因素

频率是电力系统稳定性研究的一个重要参量,而节点动态频率响应特性因其较之于静态频率特性的优点日益受到重视.提出一种基于曲面拟合的电力系统节点动态频率响应特性的影响因素分析方法,可以直观地反映节点频率特性与影响因素之间的关系,并得到相应的系统功频特性系数K以调整负荷.首先,对EPRI-36系统进行仿真分析,通过改变初始平衡功率P_0、功率扰动ΔP和电气距离S3个主要影响因素,获取不同采样点,得到相应的K值.然后运用改进的曲面拟合方法对K值进行预测及影响效果分析.对2种情况下的K值进行误差分析,结果表明了提出的系统功频特性系数确定方法的有效性,可以为调度部门在系统功率扰动导致频率变化时的处理提供参考.     

基于焊点参数识别的白车身动态特性

推导了焊点质量、刚度矩阵修改与白车身结构动态特性之间的关系,以试验频率与振型为目标,对白车身类板壳点焊结构焊点参数进行识别,提出了利用参数识别的弹塑性梁单元方法对点焊结构进行模拟。与弹塑性梁单元焊点建模方法在动态特性分析方面进行了对比,并应用于实车白车身动态特性仿真进一步验证仿真精度。结果表明,参数识别的弹塑性梁单元焊点建模方法提高了板壳类结构动态特性分析的仿真精度,为点焊的数值模拟仿真提供了一种研究方法。     

基于IC卡信息的居民公交出行动态特性

通过对公交IC卡数据库中大量数据的筛选和处理,分析了不同公交乘客群体的性别、年龄构成,绘制了工作日、双休日及节假日公交客流的时间分布曲线,重点研究了客流高峰时段的居民公交出行特性。提出了基于公交IC卡信息的若干指标,定量分析了公交客流量在一天营运时间内的变动,在一个月中以星期为周期的律动以及一年中各月客流量的波动等动态特性,揭示了城市居民公交出行的基本规律,可为城市公交政策的制定、公交系统规划和运营管理提供可靠的理论依据和实用参数。     

数字缸的动态特性仿真分析

应用螺旋机构原理设计出新型数字液压伺服缸,它是通过控制步进马达的转角直接实现对活塞位移的量化.为获得合适的结构参数,使其具有良好的动态性能,对数字缸进行数学建模,用Simulink工具构建成非线性动态系统模型框图,结合Matlab编程进行动态仿真分析,根据活塞下腔容积、工作载荷、螺旋槽断面尺寸和活塞半径4个主要参数变化获得的动态响应曲线,讨论了数字缸的结构参数和工作参数对动态特性的影响,进行了修正系统设计;结果表明,该结构参数下的数字缸具有优良的动态特性,尺寸小、成本低和抗污染能力强,特别在接近满负载、小行程工况下,性能更佳.因此,该数字缸在数控调整系统中具有很好的应用价值.     

基于虚拟样机的活塞式压缩机动态特性研究

以W-0.8/12.5型活塞式压缩机为研究对象,采用虚拟样机软件ADAMS对其运动机构进行三维建模和虚拟装配,实现了压缩机的运动学仿真,并得出准确的运动学和动力学参数曲线,为研究压缩机动态特性提供了一种新的方法。     

基于FPGA的陀螺信号采集系统设计

针对无驱动结构硅微机械陀螺的数据采集要求,论述了一种陀螺信号数字采集系统的设计,主控芯片选择Altera公司的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片EP4CE15F17I7,AD芯片采用MAX1188,与上位机的通信选择RS232通信协议。主要内容包括硬件的设计、AD时序的控制、通信协议的实现等。经试验验证,制作的样机可以采集到各种工况陀螺信号,且系统稳定,具有较高精度。     

基于改进滤失试验的泥水盾构动态泥膜渗透特性研究

为了研究泥膜对泥水盾构开挖面稳定性的影响,通过改进滤失试验研究泥水盾构动态泥膜的渗透特性,提出泥水舱泥浆密度的计算方法,获得时间与泥浆滤失量的关系曲线和泥膜的本构参数（孔隙比-渗透系数-压力的相互关系）,推导动态泥膜平均厚度的计算公式. 由试验压力增长引起的泥膜孔隙比的减小,可以降低泥膜的渗透系数. CMC-Na对泥浆的改性效果最好. 添加高分子材料的泥浆形成的泥膜厚度变小,泥膜厚度与泥膜平均渗透系数存在正比关系. 在盾构掘进过程中,泥膜厚度会发生周期性变化,动态泥膜的周期时间取决于刀具的布局和刀盘的转速. 动态泥膜的平均厚度约为最大泥膜厚度的2/3.