一种新的无陀螺惯性测量组合标定方法

无陀螺惯性测量组合在角速率解算过程中不仅需要知道加速度计标定因数、零偏及实际安装方向向量,还需要准确获取加速度计的实际安装位置.针对上述特点,以加速度计输出模型为基础,提出并建立了一种广泛适用于各种无陀螺惯性测量组合的标定方法.该方法经转台位置和速率实验验证可以准确得到加速度计标度因数、零偏及安装误差,进一步提高了载体线加速度和角速率解算精度,从而为后续的姿态解算奠定基础.     

无陀螺微惯性测量装置

首先简要介绍了惯性测量装置及微惯性测量装置的特点及分类,指出了采用无陀螺技术设计微惯性测量装置的优势。并介绍了国内外无陀螺测量技术发展状况,提出了一种新颖的结构设计,推导了导航方程的算法,利用了多传感器的冗余信息对算法进行优化,降低了求解微分方程的累积误差,提高了无陀螺微惯性测量组合的导航精度,最后进行了仿真计算,验证了该方案的可行性。     

惯性测量组合小角度静态标定方法研究

简要论述了为延长惯性测量组合的稳定期以及提高惯性测量组合的使用精度,在位置转台上对惯性测量组合影响精度大的不稳定参数进行自标定的技术,即利用角速度计去标定低精度陀螺的技术。从理论上讨论了利用加速度计的信息去标定陀螺不稳定参数的方法。提出了小角度标定方法,给出了小角度静态标定思路,从理论上对小角度射前静态标定方法存在的综合误差进行了定量分析,指出了小角度静态标定方法存在的主要问题,同时提出了相应的改进方法,使射前静态标定方法理论上可行。     

基于DSP的炮弹无陀螺惯性测量单元应用系统设计

简述了无陀螺惯性测量原理,据此设计了面向炮弹导航的无陀螺惯性测量应用系统.该系统采用十二加速度传感器配置方案,核心算法由数字信号处理器完成.着重考虑了精度、速度等问题并在硬件和软件设计上提出了改进办法;试验表明这些方法能有效的提升系统性能,使系统满足工程应用的要求.     

光纤陀螺在惯性测量装置中的应用

光纤陀螺技术发展迅速,估计在下一代先进的惯性测量装置中要使用它。概述了光纤陀螺的工作原理,并简要介绍了光纤陀螺用于试飞的情况,讨论了闭环干涉型光纤陀螺的工作过程。最后,对光纤陀螺的有关特点进行了讨论。     

微惯性测量组合标定系统的研究

设计了一台低成本的微惯性测量组合标定系统.采用变几何桁架实现MIMU横滚角、俯仰角的变化,由平台的转动实现偏航角的改变,以模拟载体的运动.计算机通过A/D、D/A板对滚珠螺旋致动器等执行机构进行控制,并对MIMU的输出进行同步数据采集;应用GPS对MIMU的位置和姿态进行辅助测量,运用GENIE、MATLAB等设计了相应的软件,完成了相关的运算处理与图形显示.     

惯性测量组合在线诊断系统研究

为了对武器中的惯性测量组合实施监视与诊断,提出了一套实时在线的故障诊断系统;该系统利用TEAMS-RT与LabVIEW软件和多信号模型建模,实时采集测试点的信号并进行分析,得出惯性测量组合的工作状态;最后通过Simulink模拟产生故障,对整个系统实行检验,结果表明系统正确地推断出故障;所设计的系统,具有在线、实时的特点,可在惯性测量组合的工作过程中及时发现并隔离故障.     

车载经济型光纤陀螺捷联惯性测量系统设计

捷联惯性测量系统是“动中通”系统(移动中的卫星地面站通信系统)的重要组成部分。捷联惯性测量系统能够实时测量车体的姿态和航向信息,使得“动中通”系统能够控制天线精准地指向卫星,实现车辆运动过程中的卫星通信。传统的车载捷联惯性测量系统内集成了三只激光陀螺仪,系统价格昂贵、体积较大。针对激光陀螺捷联惯性测量系统价格昂贵的问题,选用中等精度的光纤陀螺代替激光陀螺,开展了光纤陀螺惯性测量系统的设计,描述了系统组成、部件选型及设计、系统算法、结构设计、经济性等设计内容。所设计的车载经济型光纤陀螺捷联惯性测量系统较激光陀螺捷联惯性测量系统体积更小、硬件成本大幅降低。试验结果表明,车载经济型光纤陀螺捷联惯性测量系统满足“动中通”系统的使用要求。     

基于MEMS技术的微型惯性测量组合

叙述了基于MEMS技术的微型惯性测量组合(MIMU)在国内外的发展状况及其应用,简要阐述了MIMU的基本原理和结构并对其优缺点进行了分析,同时也对其发展作了总结与展望。     

基于多元回归模型的捷联惯性测量组件标定技术

应用多元统计分析方法,对捷联惯性测量组件(SIMU)的系统标定技术进行了研究.在考虑加速度计横向灵敏度影响的情况下,将SIMU加速度计组件视为一个整体,提出了SIMU加速度计组件的多元回归模型,并且给出了模型参数的估计公式.多位置标定及静态测试实验结果表明,采用多元回归分析可有效地标定出加速度计组件的刻度系数矩阵、等效安装误差矩阵和等效零位偏置向量.     

微惯性测量组合系统的设计

介绍了一种微惯性测量组合(MIMU)系统的设计方法。该系统由电源模块、数据采集模块和数据处理模块组成。数据采集模块用16位高精度AD和浮点放大器采集MIMU输出信号;数据处理模块采用高速单片机和嵌入式计算机进行数据处理。还介绍了数据采集的软件设计。该系统结构简单,为捷联系统的小型化提供了一种新的思路。经实际应用表明:该系统合理可行。     

随钻测量用微小型惯性测量单元设计

为满足随钻测量仪器在小口径油井、高频振动、强冲击等环境中的应用需求,使用光纤陀螺与石英挠性加速度计作为传感器组件,设计加速度计信号采样电路,小型化导航计算模块采用SOPC＋SDRAM＋FLASH,完成传感器信号采集、误差补偿、导航解算以及与上位机通信等功能。惯性测量单元（ IMU）集成了电源模块、传感器组件和导航计算机,最终制作成38 mm的随钻测量仪器。实验结果表明：当井斜角不小于5°时,样机能够达到系统姿态解算精度要求（井斜角误差小于±0.2°,方位角误差小于±2°,工具面角误差小于±0.2°）。     

基于加权时变卡尔曼滤波的惯性测量单元设计

针对加速度计和陀螺仪数据融合姿态测量方法在载体运动加速度较大时得到的角度误差逐渐增大的现象,提出一种基于加权时变的卡尔曼滤波算法。利用衡量运动加速度相对大小的权重参考概念,设置加速度计测量角度在观测量中所占的比重,使系统能够根据实际情况改变对加速度数据的参考程度。基于Arduino平台,选用MPU6050惯性测量传感器进行实时测量数据获取姿态信息的实验研究,实验结果表明,改进后的算法可以有效减小由于系统运动加速度导致的测量误差,获得更准确的姿态角数据。     

用于虚拟现实的九轴惯性传感单元设计

设计并实现了一种基于卡尔曼滤波的用于虚拟现实中运动追踪的关键装置一九轴惯性传感单元.以4元数为状态向量,在卡尔曼滤波器中,通过由加速度计和磁强计得到的姿态角对陀螺仪的漂移进行补偿.惯性传感单元的采样频率达到1 kHz.通过连接手机上位机测试,很好地实现了姿态角的融合和矫正.     

MEMS传感器的惯性测量模块的设计与初始校准

设计了一种基于微机电系统(MEMS)传感器的惯性测量模块,它包括三轴加速度计、三轴陀螺和三轴磁阻传感器。这种惯性测量模块具有体积小、功耗低、成本低的优点,可以方便地用在微小机器人定位系统以及空中机器人控制系统中。详细分析了模块的误差来源,提出了模块中三轴加速度计的非正交误差模型。并运用基于Newton迭代的方法实现了一种自动初始校准算法。实验结果表明:这种自动初始校准算法可以有效地消除该模块的固定偏差、比例误差和非正交误差。     

惯性测量组件动态误差补偿

介绍了惯性测量组件常用的动态误差模型,讲解了对动态误差系数进行标定常用的恒速试验和角振动试验,在此基础上,重点讲述了优化改进的正交三轴匀角速率试验,对惯性测量组件的动态误差进行了较好的补偿。     

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。     

基于惯性测量单元的数字铁饼设计及数据处理算法研究

为了精确检测铁饼投掷的运动特征参数,设计了一种基于MEMS惯性测量单元和STM32FI03微处理器的数字铁饼系统,阐述了系统传感单元选择与配置、硬件电路设计和软件设计.针对铁饼竟技运动对数据精度的要求,通过对陀螺仪静态漂移误差的分析,给出一种补偿MTi陀螺仪随机漂移误差的Kalman算法.利用数字铁饼可以定量分析铁饼投掷过程中的运动特征,为运动员训练提供科学的依据.     

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。