惯性导航系统陀螺漂移补偿算法研究

分析了几种计算惯导系统导航陀螺漂移的方法，构思了一种组合导航系统模式，在水下即可完成对惯导的校正，对导航陀螺漂移进行补偿。同时还提出了对导航陀螺漂移补偿的优化组合算法。理论分析及计算机仿真结果均表明，应用该组合导航系统可大大提高潜艇的导航定位精度和隐蔽性。     

基于TLFK的单轴旋转SINS在线自标定方法

针对单轴旋转捷联惯性导航系统(SINS)中轴向陀螺常值漂移无法被调制抵消的问题,提出一种轴向陀螺常值漂移在线自标定方法.对轴向陀螺常值漂移误差传播路径进行了分析,指出影响轴向陀螺常值漂移估计精度主要因素包括等效东向陀螺漂移、"数学平台"失准角、等效北向加速度计常值偏置等.建立了在线自标定Kalman滤波估计状态方程和量测方程,并设计了一种基于两级Kalman滤波的在线自标定流程.进行了计算机仿真和实际系统验证实验,实验结果表明,第二级Kalman滤波器能够较好地估计得到单轴旋转SINS轴向陀螺常值漂移及其标度因数误差,经过误差补偿后,其24h位置误差由6.71n mile减小为1.96n mile,提高了导航系统定位精度,满足中等精度SINS长时间导航需求.     

基于自适应神经网络的激光陀螺温度补偿研究

针对捷联惯性导航系统中激光陀螺的输出信号随温度漂移的问题,研究了激光陀螺的零偏与温度的关系,建立了一种新的考虑温度变化率的零偏温度补偿模型.在分析BP神经网络的基础上,提出了一种基于线性再励的自适应变步长神经网络算法进行激光陀螺的零偏温度模型系数的辨识.仿真结果表明,该方法能够有效地进行温漂补偿,从而提高惯组系统的导航精度.     

基于AR多变量模型的半球谐振陀螺温度漂移建模

在半球谐振陀螺工作过程中,环境温度的变化是不可避免的.温度的变化影响陀螺的结构和谐振频率,导致陀螺产生温度漂移,为了提高半球谐振陀螺的精度,根据温度漂移和温度变化的相关性,本文利用时间序列中的AR多变量模型对温度漂移数据进行分析,建立了漂移和温度的两个变量的随机数学模型,为温度补偿打下了基础.     

基于DSC的压电陀螺漂移特性测试及其滤波器设计

首先进行了压电陀螺漂移特性分析,重点研究了利用数字信号控制器(DSC,digital signal controller)和LabWindows/CVI软件设计出压电陀螺漂移测试实验,测量出压电陀螺实际的漂移误差数据,由此建立了压电陀螺漂移特性ARMA模型,设计出基于LMI的鲁棒滤波器,并与Kalman滤波器进行了仿真比较,提高了陀螺随机漂移的估计精度,保证了陀螺误差补偿的有效性.     

多项式拟合在MEMS陀螺仪零点随机漂移抑制中的应用研究

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)传感器精度相对较低限制了其应用范围,从实际工程应用出发,针对MEMS陀螺仪零点随机漂移误差探讨了有效的补偿方法.推导了不同阶数拟合曲线的回归方程,根据实测MEMS陀螺零点数据对不同阶数拟合曲线的补偿效果进行对比,选取最优方案并通过跑车试验进行验证,证明该方法能够有效抑制陀螺仪零点漂移误差,提高微惯性导航系统的导航精度.     

动力调谐陀螺八位置法漂移测试与数据分析

采用8位置法对某型号动调陀螺漂移进行测试,讨论了测试系统的组成和分析测试过程以及应用最小二乘估计对测试数据的处理方法.通过测试来找出误差源以提高测试精度,使得测试数据更加接近陀螺的实际情况.通过分析陀螺的漂移误差,寻求合适的补偿方法以减小其影响.     

基于Kalman滤波和神经网络的MEMS陀螺温度漂移补偿

MEMS陀螺温度漂移严重影响系统的测量精度。传统的BP神经网络建模补偿容易使权值和阈值陷入局部极小值,导致网络训练失败。陀螺输出信号中的高频噪声也会影响模型精度。针对上述问题,该文提出一种Kalman滤波结合粒子群算法(PSO)优化BP神经网络的MEMS陀螺温度漂移补偿方法。首先对陀螺进行了温度漂移测试实验,然后采用Kalman滤波对实验数据进行降噪,最后建立陀螺温度漂移模型,从而实现温度漂移的补偿。实验结果表明,采用该方法补偿后MEMS陀螺在不同温度下的输出方差降低了65.09%,与传统的BP神经网络相比补偿精度明显提高。     

光纤陀螺零偏漂移的温度特性与补偿

光纤陀螺的主要器件(如光纤环圈、宽带光源)易受周围温度变化的影响,导致陀螺输出产生较大漂移,严重影响测量精度。因此,需要采取措施降低光纤陀螺随温度零偏漂移。首先,根据光纤陀螺的工作原理,对光纤陀螺零偏漂移产生的机理和温度特性进行了分析,阐述了光纤零偏漂移的温度特性。其次,设计完成了在-40～+60℃范围内的光纤陀螺静态零偏测试试验。试验数据表明,不同温度和温度变化率会对陀螺的零偏造成影响。再次,采用回归分析法建立了光线陀螺零偏漂移的温度模型,并利用该模型对光纤陀螺零偏进行补偿。该模型是考虑温度和温度变化率的二阶多项式模型。最后,对光纤陀螺零偏漂移的补偿效果进行了试验验证,证明补偿后零偏漂移稳定性提高了69%左右。该补偿方法与BP神经网络、受控马尔科夫链模型、模糊逻辑等方法相比,具有计算量小、利于工程化应用的优点。     

金属壳体振动陀螺的多参数温度补偿技术研究

金属壳体振动陀螺具有结构简单、精度高、体积小、可靠性高、寿命长等显著优势,在军用和民用领域都有广阔的应用前景。由于受材料特性影响,金属壳体谐振结构的Q值很难达到极高的水平,使得金属壳体振动陀螺的零偏漂移受温度的影响比较显著。传统的温度补偿方法存在滞回效应,补偿效果不理想。针对该问题,提出了一种多参数温度补偿方法。理论分析结果表明,力反馈模式下,阻尼不均匀变化是引起陀螺零偏漂移的主要因素。根据理论分析结果,选取正交反馈量、温度、驱动电压等三个变量作为补偿量;通过全温区测试,建立陀螺零偏漂移与补偿量的数学模型,利用该模型对陀螺零偏漂移进行补偿。补偿后,陀螺的全温区零偏漂移由补偿前的300 (°)/h减小为10 (°)/h,而采用传统温度补偿方法后的零偏漂移为35(°)/h,验证了该方法的有效性。