捷联惯性测量组合的冗余设计和优化

讨论了捷联惯性测量组合冗余设计方案,并引入性能指标函数、系统有效度约束、系统代价函数,对冗余配置的优化问题进行了研究,寻求最优配置和优化准则.最后以5个单自由度陀螺为例,实现冗余优化配置.     

惯性导航系统冗余设计与可靠性分析

阐述了惯导组合中存在的故障种类和故障率,给出了惯性器件六表斜置和电源系统非均流并联的冗余配置方案,对不同的配置方案进行了对比和可靠性分析。针对电源故障类型提出了可靠性计算的三状态分析法,并对并联冗余系统进行了建模分析和冗余优化设计,所得结果不仅适合惯组电源,同时也满足其他三状态控制系统的设计要求。     

余度捷联惯性测量装置的最佳测量

讨论了余度捷联惯性测量装置中传感器的配置问题,对几种优化性能指标进行了比较,并给出了最优冗余配置的充要条件,最后以５个传感器配置的余度系统为例,给出其最佳结构配置。     

惯性测量组合测试性分析与改进

针对惯性测量组合的测试性分析与评估问题,介绍了多信号建模方法,建立了基于TEAMS平台的惯性测量组合多信号模型,对惯性测量组合的测试性进行了分析与评估,并提出了提高惯性测量组合测试性的改进方案.分析结果表明,改进后的惯性测量组合测试性得到了显著提高,基于多信号模型的测试性分析与评估方法对增强装备保障能力是有效的.     

长途运输对惯性测量组合误差系数影响的探讨

提出了惯性测量组合误差系数影响因素的分离条件;描述了干扰因素对惯性测量组合的影响度量和影响程度的判别准则;对多套惯组在多次测试下得到的误差系数进行了分析,分析了长途运输对惯性测量组合各个误差系数的影响程度;最后对分析的结果进行了讨论.     

长途运输对惯性测量组合误差系数影响的探讨

提出了惯性测量组合误差系数影响因素的分离条件;描述了干扰因素对惯性测量组合的影响度量和影响程度的判别准则;对多套惯组在多次测试下得到的误差系数进行了分析,分析了长途运输对惯性测量组合各个误差系数的影响程度;最后对分析的结果进行了讨论.     

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.     

飞行体姿态惯性测量技术综述

为了研究弹道修正查阅了大量的惯性测量技术相关文献,收获颇丰。为了使读者也对惯性测量有较全面了解,特作综述。读者可从单种惯性器件测量技术及惯性测量组合技术两方面着手研究。从最早的刚体转子陀螺仪发展为光纤陀螺仪,从六加速度计组合发展为目前较为广泛使用的九加速度计组合,无论单陀螺仪组合还是单加速度计组合都无法克服本身所固有的性能缺陷,如测量精度低、成本高、性能差;而不同惯性测量组合技术的提出,正是弥补了这一缺陷,它基于信息融合的技术,利用多种测量器件性能互补的特性,提高了测量精度,降低了成本、改善了性能。     

集成微型记录器的微惯性测量组合

针对在地面标定和炮射试验时需要采集惯性测量组合输出信号的需求,设计了一种基于32位片上系统的微型记录器,并结合由MEMS惯性器件构成的微惯性测量组合的结构中有一定空间的特点,将其集成在微惯性测量组合的中心位置,构成了一种集成微型记录器的微惯性测量组合。最后对系统进行了地面标定测试。测试结果表明,集成微型记录器的微惯性测量组合能够真实地测量并记录角速度信号和加速度信号,经过多次测试,整个系统均能正常工作,性能稳定可靠,满足设计需求。     

微型惯性测量组合的构成及标定技术

微型惯性测量组合就是将微加速度计、微陀螺、微信号变换处理电路和信号校正电路进行综合集成,从而获得载体的综合惯性参数测量,它可以实时提供包含载体姿态和位置信息的六个独立惯性参数,利用系统集成理论,组成了微型惯性测量组合样机,并对其进行了标定.     

弹道导弹IMU斜装余度配置设计的系统性能分析

余度技术是提高导航系统性能的一种重要手段,本文对捷联惯性传感器多余度配置技术进行了研究。针对弹道导弹的特点,设计了适用于背景弹道使用的IMU:由3陀螺正交配置的4加速度计斜装配置构成。分析了影响惯性传感器输出的主要因素,建立了惯性传感器的误差模型,研究了斜装对传感器测量的多重影响,尤其是它对非线性误差的较大改善。在此基础上,设计了具有余度配置结构的惯性测量装置(IMU)．针对该IMU,建立了余度配置系统的标定模型。仿真结果表明,采用该IMU的弹道导弹导航性能显著提高,在现有器件精度下有效提高了系统的精度和可靠性。     

加速度计的动态特性对无陀螺微惯性测量组合性能影响的研究

本文以压阻式加速度计为例,探讨了其动态特性对无陀螺微惯性测量组合的影响.首先,建立了9个加速度计的无陀螺微惯性测量组合模型,并推导了该模型的导航方程,然后根据加速度计的动态特性改进了其导航方程,最后进行了仿真验证.从仿真结果可以看出,对于相同的加速度计,输入信号的动态特性越强,惯性组合的误差越大.因而选用动态特性好的加速度计有助于提高无陀螺微惯性测量组合的性能.本文为无陀螺微惯性测量组合走向实用化,提供了理论依据.     

惯性器件总体结构分析及设计

从惯性器件的结构设计要求出发，根据惯性器件的结构特点及使用条件的特殊性，阐述了采用现代设计方法有限元法对捷联惯性测量组合结构进行分析及设计。     

基于模糊理论的惯性测量组合故障诊断技术研究

研究了模糊理论在惯性测量组合故障诊断中的应用.首先建立了系统的模糊故障诊断模型,介绍了其求解方法,并将该模型应用于某导弹惯性测量组合的故障诊断.实验证明,基于模糊理论的惯性测量组合故障诊断方法的准确率很高.     

载人运载火箭惯性器件冗余管理中的精度控制技术

运载火箭控制系统通过惯性器件冗余信息进行故障检测以提高系统可靠性,还可对惯组冗余信息采用信息融合技术以提高火箭入轨精度。以中国现役载人运载火箭控制系统双七表捷联惯组冗余设计为例,研究惯性器件冗余管理中的精度控制技术,提出了基于惯性冗余信息故障诊断和信息融合的精度控制技术,并以其他火箭实际飞行故障案例进行仿真分析。仿真结果表明,提出的惯性器件冗余管理中的精度控制技术能有效判别故障信息,提高火箭入轨精度。     

捷联惯性测量组合的不指北标定方法研究

提出了一种捷联惯性测量组合无须北向基准的标定方法,利用加速度计实现了精确的寻北,并完成了惯性测量组合的全参数标定.该方法且具有较高的标定精度,避免了繁琐的寻北操作,简化了惯性测量组合的标定程序,提高了标定效率.     

惯性冗余系统奇偶向量法故障检测与识别技术研究

为使惯性冗余系统达到故障检测与识别的功能,对惯性冗余系统的奇偶向量在有、无故障的不一致情况下进行了研究．介绍了单自由度惯性仪表和双自由度惯性仪表广义似然比故障检测与隔离方法．通过对奇偶向量的分析及仿真,给出了最优化故障检测与隔离算法．该结果表明,采用奇偶向量法确实可以提高冗余惯性系统的故障检测与识别的性能,可以解决其软故障的检测问题．     

捷联惯性测量组合的不指北标定方法研究

提出了一种捷联惯性测量组合无须北向基准的标定方法，利用加速度计实现了精确的寻北，并完成了惯性测量组合的全参数标定。该方法且具有较高的标定精度，避免了繁琐的寻北操作，简化了惯性测量组合的标定程序，提高了标定效率。     

基于KPCA与LSSVM的惯性测量组合模拟电路故障诊断

针对惯性测量组合模拟电路因容差造成的软故障不易诊断的问题,将核主元分析与最小二乘支持向量机结合,应用于惯性测量组合模拟电路软故障的诊断．通过对电路频率响应的输出波形进行分析,选取不同频率下的电压值作为原始特征,利用核主元分析提取主要特征,然后利用最小二乘支持向量机对各种状态下的特征向量进行分类决策,实现惯性测量组合模拟电路的软故障诊断．仿真结果表明,该方法计算简单,能够准确诊断软故障,具有较高的识别率．     

无陀螺捷联惯导系统加速度计安装误差研究

刚体的运动包括线运动和角运动,角运动通常用陀螺仪来测量。研究表明可以用加速度计代替陀螺仪来确定刚体的角运动,其关键是选择加速度计的安装位置和方向,即加速度计的配置方式。分析和推导了基于加速度计的无陀螺捷联惯性测量装置的可行条件,对Chen的6加速度计和一种12加速度计配置方式的惯性装置,给出了加速度计安装误差的表达式和试验标定方法并对安装误差进行了补偿。该项研究对中等精度和较低成本惯性技术的发展具有重要的意义。