旋转弹载免驱动三轴MEMS陀螺的信号提取算法

旋转弹载免驱动三轴MEMS陀螺的输出信号是滚转、偏航、俯仰三个角速度耦合在一起的特殊信号,需要对其输出信号进行分析才能解出弹体的三个角速度。为解决这一问题,文中从旋转弹载免驱动三轴MEMS陀螺结构原理出发,建立陀螺运动的动力学数学模型并对其进行了分析,提出通过对陀螺的输出信号作FFT变换方法来实现陀螺的三轴角速度的提取,并用MATLAB对这种方法进行仿真分析,结果表明用这种方法能够提取出陀螺的横滚、俯仰和航向角速度信号。     

MEMS旋转调制式航姿参考系统设计及误差补偿

为了实现中精度、低成本的航姿参考系统,提出了一种基于低精度MEMS(Micro Electronic Mechanical System)陀螺旋转调制技术的解决方案,研究了陀螺的刻度系数误差以及比例敏感漂移在旋转调制下的特性,分析了旋转调制技术可能引入的新误差,如旋转分解误差,涡动误差等;针对各种不同的误差源,给出了相...     

陀螺标度因数误差对双轴旋转惯导系统导航精度影响研究

针对陀螺对称性标度因数误差对双轴旋转惯导系统导航精度的影响问题,采用一种合理的十六次序双轴转位方案,分析了陀螺对称性标度因数在双轴旋转惯导系统中的误差效应,并对不同对称性标度因数误差对导航精度的影响进行了仿真。结果表明,三个轴的陀螺对称性标度因数误差大小与导航经度误差大小成线性关系,并且满足线性叠加性,两个转动轴上陀螺对称性标度因数误差对导航精度的影响程度大于非转动轴。最后提出了减小陀螺对称性标度因数误差对导航经度误差影响的措施,可以为双轴旋转惯导系统的进一步优化和工程设计提供理论参考。     

船用单轴旋转光纤陀螺惯导系统海上对准研究

研究了一种海上对准算法,利用GPS提供外部参考信息(速度、位置信息)构建数学隔离平台,隔离风浪造成的摇摆运动;根据单轴旋转系统误差传播规律,在旋转坐标系下采用卡尔曼滤波方法,实现系统精对准,并对Z陀螺刻度系数进行了估计与补偿,有利于提高单轴旋转系统的性能。仿真结果表明,采样频率为1 k Hz时,经过2500 s精对准,平台偏角、陀螺漂移、加速度计零偏和Z陀螺刻度系数误差估计值达到系统要求。     

导引头陀螺转速提取与补偿方法的研究

在导弹飞行试验中,对导引头陀螺转速的检测和补偿都是必要的.在无法直接获取陀螺转速的条件下,使用FFT方法分析陀螺磁钢旋转形成感应电动势的输出信号,从而提取陀螺转速和磁钢N极的相对位置,为实时检测陀螺转速并进行转速补偿提供了有效的方法.     

基于角增量提取改进算法的旋转矢量法

旋转矢量法应用于角速率陀螺时,将角速率转化为角增量产生了较大误差,为使旋转矢量法有效地应用于角速率陀螺的姿态解算,该文提供了一种改进的三子样旋转矢量法。该方法在经典三子样角增量提取算法上,增加了前后各1／3周期的节点,使得采样值更加有效利用。在不增加区问子样数的前提下,使每个有效节点至少被使用5次,大大降低了角速率向角增量转化的误差。仿真结果表明,该算法可以有效应用于角速率陀螺。     

基于单轴连续旋转调制的方位对准技术

捷联惯组冷态启动、环境温度变化、长时间未标定都可能使陀螺常值漂移发生变化,进而影响捷联惯组的方位对准精度.为减小陀螺常值漂移对方位对准精度的影响,进行基于单轴连续旋转调制的方位对准技术研究.通过理论分析可知,转台单轴连续旋转条件下,将陀螺常值漂移周期性调制,陀螺常值漂移对方位对准精度影响较小,转台转速越高,对准时间越长,方位对准收敛振荡幅值越小,收敛速度越快.通过算法仿真和试验验证了理论分析的正确性.     

陀螺力矩的力学实质及陀螺效应对弹丸运动规律的影响

提出了旋转稳定炮弹陀螺力矩的统一表达式，论述了其力学实质，分析了陀螺效应对弹丸运动规律的影响，讨论了传统的陀螺力矩与本文的陀螺力矩的差别及其引起的弹丸运动规律的差异。指出这种差异在大射角时是显著的，应加以考虑。     

旋转稳定弹陀螺稳定因子的合理选择

阐明了保证旋转稳定的飞行稳定性条件,导出了涡轮武火箭散布与陀螺稳定因子间的解析公式,是旋转弹弹道设计的理论依据.     

旋转稳定弹陀螺稳定因子的合理选择

阐明了保证旋转稳定的飞行稳定性条件,导出了涡轮式火箭散布与陀螺稳定因子间的解析公式,是旋转弹弹道设计的理论依据。     

基于ANSYS的位标器陀螺磁路分析

位标器陀螺磁路设计的好坏将直接影响陀螺的跟踪速度等诸多性能。某型号位标器陀螺的磁路在忽略各种漏磁的情况下，可以得到一个接近于最佳工作点的理论值。实际上ANSYS软件对磁路的三维数值仿真表明。该磁路设计并非最佳，工作磁场要比理论值低许多。给出了磁路的一种改进方案，并取得了较好的效果。     

红外导引头位标器陀螺的方位效应研究

方位效应是同轴安装式位标器陀螺的一个固有缺点,它会给导引头带来诸多不利影响.文中详细分析了方位效应对陀螺的旋转磁场和进动磁场的影响,指出了方位效应的存在不仅会减小陀螺的有用力矩还会带来通道间的耦合.此外,方位效应还会影响信号的调制和跟踪的性能.给出了三种减小方位效应的方法,并重点介绍了一种新型结构的位标器陀螺,这种结构的陀螺跟踪范围大,方位效应小.     

弹道修正弹药的姿态测量技术研究

在弹道修正弹药系统中,需要实时确定弹药的飞行姿态及方位信息.文中提出了一种基于磁探测技术和微机械陀螺技术的姿态测量方案,给出了利用地磁矢量和陀螺探测结果进行弹体姿态解算的数学模型.通过比较两种不同的数学处理方法分析得出,采用四元数法进行姿态解算,可以减少三角函数计算,提高运算速度和精度,且不会出现奇异现象.在Matlab环境下的仿真结果表明了该方法的可行性和有效性.     

基于DSP 的地磁陀螺组合测姿系统

为解决弹体姿态控制能力问题,对基于DSP的地磁陀螺组合测姿系统进行研究,将三轴MEMS陀螺与地磁组合成样机,基于旋转矢量法姿态算法和TMS320F28335进行数据处理,并进行转台试验,解算出不同转速下的滚转角并进行误差分析。试验结果表明:该方案能够实时、准确、稳定地处理陀螺和地磁信号并解算出姿态结果,满足姿态控制的要求。     

光源光功率对光纤陀螺的性能影响分析

利用仿真分析的方法,分析了光源光功率对闭环光纤陀螺静态和动态性能的影响,得到了光源光功率只影响陀螺信号的信噪比而与陀螺的标度因数无关,并且光功率在限定范围内变化时也不会影响陀螺的性能,分析结果可以应用于各型光纤陀螺的设计研究中。     

两轴地磁信号修正的陀螺姿态算法

目前捷联式惯导系统是惯性技术的发展方向,姿态算法是捷联惯导系统算法中的一个重要组成部分,其精度直接影响弹体姿态控制能力,为此文中提出了一种采用三轴MEMS陀螺进行姿态探测,并用两轴地磁信号解算出的滚转角修正陀螺累计误差的方案,仿真分析了地磁陀螺信号组合测姿算法。结果表明:该方案相对于单纯陀螺信号解算姿态角精度高,可用于改善测姿结果。     

陀螺稳定平台的滑膜变结构控制实验研究

针对高精度陀螺稳定平台快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以挠性陀螺为惯性传感器的双轴陀螺稳定平台.介绍了该平台的结构,分析了影响平台稳定精度的因素,并针对速率陀螺反馈加传统PID控制不能实现稳定角度无静差的问题,尝试了一种滑膜变结构控制策略.试验结果表明,采用滑膜变结构控制方法后,陀螺稳定平台精度可提高50％以上.     

基于VXI总线的陀螺仪加电测试技术研究

选用适当的VXI硬件模块和合理的软件结构体系,构建了基于VXI总线的动力调谐陀螺仪测试平台,采用在陀螺仪力矩器上加指令电流的方法,来标定陀螺仪的角加速度动态误差系数项,通过理论上的推理分析,证明这种方法是可行的,为陀螺仪动态误差系数的标定提供了更为经济实用的方法,同时对实现陀螺仪的机内测试,也提供了一条有效的途径.     

液体动力陀螺仪快速启动系统稳定性分析

液体动力陀螺仪是远程简易控制火箭姿态控制系统的关键敏感元件。文中给出了一种新的电磁控制方案,在火箭弹发射准备阶段,使陀螺轴快速趋近于弹轴并对其进行跟踪。借助液体动力陀螺仪的信号检测线圈给出陀螺惯性轴相对于弹轴的离轴角信号,经适当变换后送至电锁控制线圈,即可产生电磁控制力矩,促使陀螺轴向降低离轴角的方向进动,从而使发射后陀螺仪能正确感受弹轴的方向变化。导出了控制系统的理论模型,并使用李亚普诺夫直接法研究了系统的稳定性,给出了控制系统的稳定条件;同时就弹轴摆动对陀螺惯性轴的影响进行了仿真研究,仿真结果验证了算法的有效性。     

中高精度捷联惯导系统的无转台标定

阐述了一种无转台标定中高精度惯导系统的方法,依据正交轴上加速度计输出矢量和等于重力的原理,标定出加速度计输出模型中相关参数。对于陀螺参数的标定,先通过翻转法得到陀螺标度因数的粗略值,再通过观测导航系统速度误差,求出陀螺相关安装误差并修正陀螺标度因数,最后根据静止时陀螺输出矢量相对关系得到陀螺零位。仿真和实际试验验证了这种标定方法的可行性。