一种速率陀螺组合全温自动测试系统的研制

针对速率陀螺组合在高低温环境下的自动化测试问题,对速率陀螺组合的测试项目及测试方法进行了分析研究,提出了一种全温环境下的速率陀螺组合电性能测试系统。通过采用Lab VIEW模块化软件设计,实现了良好的人机交互界面;通过采用安装在高低温箱内的三轴转台系统,实现了全温环境下陀螺组合各被测敏感轴的自动、快速切换,提高了测试效率;通过采用实时测控系统设计,实现了对速率陀螺组合输出信号的实时和自动采集,保证了测试准确性,最后对高低温三轴转台的精度、测试系统的准确性和一致性进行了验证分析。研究结果表明,该测试系统集具备了良好的测试精度和测试一致性,能够准确测量速率陀螺组合的各项电性能,且具有自动化、高效率和高可靠性等优点。     

用扭摆法测量速率陀螺的比例因子

速率陀螺比例因子的测试一般采用速率转台进行测试,这种测试方法依赖于专用设备,测试成本较高,难以满足广大高校专业实验教学的要求.在此提出一种利用扭摆法测定速率陀螺比例因子的方法,并以压电陶瓷陀螺ENC-03MA测试为例,详细介绍了完整的测试过程,该方法具有设备成本低,方便快捷且精度高等特点,目前已经用于实际教学中.     

振动条件下陀螺稳定平台漂移大的分析研究

系统分析了随机振动对陀螺稳定平台性能的影响。提出振动条件下机械谐振是导致陀螺漂移变大从而影响陀螺稳定平台漂移的重要因素。进而改进振动夹具以避开谐振频率的方寨。最后通过对陀螺稳定平台系统的模态仿真和试验验证了理论分析的正确性和改进措施的有效．巨。改善了稳定平台的振动测试性能。     

一种小型无人直升机姿态陀螺减振平台设计及试飞验证

介绍了起飞重量为120 kg的小型无人直升机总体结构布局,简述了该飞机自动驾驶系统的工作原理,提出了要采用自动驾驶的核心感应器——姿态陀螺。对飞机进行空中振动环境测试,得到飞机悬停、前飞状态下局部部位幅频特性,为陀螺的减振平台提供设计依据。本文着重论述了减振平台设计方法,重点在平台的关键部件减振器研制;通过理论分析和实验研究,研制出了一个内腔为硅油、外部为橡胶囊,重量轻、阻尼大、结构新颖减振器。飞机经过大量飞行实验,验证了研制的陀螺减振平台性能良好,解决了陀螺共振翻倒,输出假信号难题,为无人直升机进行自驾飞行提供保证。本文为相关的陀螺减振平台提供工程设计依据。     

基于带温箱单轴转台的光纤陀螺自动测试系统设计

光纤陀螺的标度因数和零偏稳定性是影响其测量精度的重要指标。光纤陀螺对温度较为敏感,因此需要对其进行使用温度范围内的高低温测试,以全面评价光纤陀螺的性能。光纤陀螺测试时,需要控制转台和温箱,同时保存和处理光纤陀螺的输出数据,操作烦琐,容易出错。带温箱单轴转台的光纤陀螺自动测试系统能够按输入转速点、温度点进行速率测试、位置测试以及高低温测试,实现带温箱单轴转台的自动控制,并生成测试报告。     

基于虚拟仪器技术的光纤陀螺参数测试系统设计

建立了基于虚拟仪器技术的光纤陀螺参数测试系统,介绍了系统的硬件、软件结构以及在虚拟仪器开发平台上进行数据采集和通讯的操作方法。结果表明:该系统操作方便、可靠性高,可提高测试效率,确保测试过程的标准化,可加快光纤陀螺工程化进程。     

基于陀螺稳定平台的动态位置环设计

介绍了陀螺稳定平台常用的速度补偿控制算法原理,指出了速度补偿控制算法存在的动态误差缺陷,并针对该缺陷提出了基于陀螺和编码器的动态位置环的控制方法。文中结合两轴陀螺稳定平台系统结构对算法进行了详细介绍,并对比测试了速度补偿控制算法和动态位置环控制算法在样机上的稳定精度,数据表明动态位置环控制算法能有效提高陀螺稳定平台的稳定精度。该算法已成功应用于动中通和光电吊舱项目中,设备运行稳定可靠。     

新型陀螺漂移性能测量的研究

针对以往陀螺漂移检测仪器的缺点,提出了一种新型的采用光学原理测试陀螺漂移装置的设计方法,对其工作原理及测试方法进行了较详细的描述;在此基础上与传统漂移测试仪器的优缺点进行了类比,并对实际测试的验证结果进行了总结分析,提出了进一步提高测量精度及完善的设想,为研究漂移性能的检测测量提供了理论指导及实践参考。     

基于LabWindows/CVI的陀螺轴系摩擦力矩测试仪的研究与设计

轴系摩擦力矩是影响陀螺轴承系统精度和可靠性的主导因素。为解决轴承组件在成对轴承安装过程中出现的摩擦力矩无法测试验证等问题,设计了一种陀螺轴系摩擦力矩测试仪。采用力矩平衡的测量原理实现了陀螺轴系的摩擦力矩测量。使用精密驱动系统、精密测量系统和定标校准系统,在计算机Windows操作平台下的LabWindows/CVI开发软件上进行编制,实现数据采集和处理。测试实验结果表明,陀螺轴系摩擦力矩测试系统通过长时间稳定性测试的最大差值小于0.01mN·m,满足了高精度、高可靠性、快速测量的要求。     

干涉式光纤速率陀螺仪的自检测技术

研究对象为干涉式数字闭环光纤陀螺仪。为使该型光纤陀螺仪适应运载火箭的特殊应用和测试环境,提出一种无角速率输入前提下的干涉式光纤陀螺仪自检测方案。文章给出了研究对象的系统组成与数学模型,并提出在数字积分器环节前加入偏置检测信号,检测输出即可验证陀螺光路、电路各环节的有效性。仿真结果表明,该方案是正确的。     

闭环光纤陀螺零偏与标度因数的综合补偿

温度特性和非线性是影响光纤陀螺精度的重要因素,为研究闭环光纤陀螺的复合模型及补偿方法,在组建的测试系统下,在全温范围内各速率点处分别测试闭环光纤陀螺仪的标度因数和零偏。根据所测结果,分别建立与温度、速率相关的零偏和标度因数非线性模型,采用多项式回归分析的方法确定模型的参数。通过实测验证:建立的模型能够较好地反应光纤陀螺的温度与标度因数非线性特性,采用该模型对IFOG进行综合补偿后,其精度有了较大的提高。相比于传统方法,该方法简单,可靠,经济且易于实现。     

微机械振动式陀螺接口电路设计与实现

介绍了一种电磁驱动电容检测的微机械振动式陀螺的接口电路,电路由自激驱动电路和信号检测处理电路组成。自激驱动部分利用陀螺自身的谐振特性配合反馈电路产生自激振荡,同时为检测部分提供了稳定的同步信号;检测部分利用该同步信号和陀螺的输出信号进行同步解调,得到角速度信号。最后对该电路的性能和测试结果进行了分析。     

LMS算法在微石英音叉陀螺信号解调中的应用

为了提高微石英音叉陀螺检测角速度信号的性能,提出了一种应用于微石英音叉陀螺角速度信号的最小均方(least mean square,LMS)解调算法.通过在Systemview通信软件里对LMS算法进行仿真,仿真结果表明此算法可以解调调幅角速度信号,可滤除其他噪声;在DSP里实现LMS算法,通过大量速率测试显示与传统相关解调比较,LMS解调算法的零位稳定性比相关解调提高了50.16％,分辨率也有提高.仿真和测试结果表明LMS算法应用在陀螺角速度信号的解调中能收到比相关解调更好的效果.     

一种陀螺与罗盘组合导航系统的故障检测方法

为了提高MEMS陀螺和磁罗盘组合导航系统的可靠性,减少各种干扰和故障对导航精度的影响,提出了一种及时、精确、有效的故障检测方法。该方法首先对正常工作时的MEMS陀螺和磁罗盘信号中的各种噪声进行分析;然后针对组合系统中的常见故障,从陀螺和磁罗盘航向信息中提取出短时间内两者航向变化量差值的均值、均值的一阶差分量及二阶差分量作为故障检测量,用以区分识别不同的故障源;最后使用预警模式,来减小故障检测过程中的延迟影响,提高故障检测的及时性。实验结果表明,此方法可以及时、准确地区分识别出组合系统中零偏、速率斜坡故障以及两种磁干扰,有效地降低了干扰和故障的引入误差。     

基于LabWindows/CVl的陀螺轴系摩擦力矩测试仪的研究与设计

轴系摩擦力矩是影响陀螺轴承系统精度和可靠性的主导因素.为解决轴承组件在成对轴承安装过程中出现的摩擦力矩无法测试验证等问题,设计了一种陀螺轴系摩擦力矩测试仪.采用力矩平衡的测量原理实现了陀螺轴系的摩擦力矩测量.使用精密驱动系统、精密测量系统和定标校准系统,在计算机Windows操作平台下的LabWindows/CVI开发软件上进行编制,实现数据采集和处理.测试实验结果表明,陀螺轴系摩擦力矩测试系统通过长时间稳定性测试的最大差值小于0.01mN＆#183;m,满足了高精度、高可靠性、快速测量的要求.     

舰载精密光学系统扰动速度的自稳定控制

介绍了具有惯性导航系统的大型舰艇上前馈控制的自稳定方法。分析船摇产生扰动速度, 给出因船摇在方位和俯仰方向产生的附加速度及试验结果;并与速率陀螺自稳定方法进行了对比。     

基于全角模式下硅微轴对称陀螺调频控制技术

调频全角是轴对称MEMS陀螺上检测角度的控制方法,主要是在一个谐振子上叠加陀螺质量块的顺时针(CW)振动模式和逆时针(CCW)振动模式,进而得到这2种模式的频率信息来实现角度检测.在高Q值陀螺中存在系统稳定较慢和顺逆时针模式相互耦合问题,为此文中提出一种全角控制技术优化方法.该方法在现有调频全角顺逆时针控制系统上添加自...     

基于偶极子补偿法的硅微机械陀螺仪带宽拓展

硅微机械陀螺仪的机械灵敏度与驱动和检测模态的谐振频率差Δf成反比,而Δf处的谐振峰是影响陀螺带宽的直接因素,带宽约0.54Δf,因此,带宽和机械灵敏度往往成为两个互为矛盾的指标。基于自动控制原理中介绍的偶极子理论提出了偶极子补偿控制技术,该方法在不影响机械灵敏度的前提下可有效拓展陀螺带宽。首先,对涉及到的双质量硅微机械陀螺仪的结构形式和工作原理进行了介绍,指出陀螺实际工作的检测模态是由检测同相和反相模态叠加而成,设计了陀螺开环检测回路,分析了带宽是由驱动反相和检测反相模态的谐振频率差决定,并结合检测力反馈激励法验证了上述结论;其次,根据偶极子工作原理设计了偶极子补偿控制器的系统传递函数和电路,并对相关内容进行了仿真,验证了电路参数的准确性;最后,基于偶极子补偿控制器建立了硅微机械陀螺仪闭环检测系统,分析了该系统的稳定性,并对该系统的带宽特性进行了仿真和测试,结果显示带宽由原来的13 Hz拓展到了76 Hz,很好地证明了本文提出方法的可行性。此外,鉴于双质量陀螺的实际检测模态,在消除了第一个Δf谐振峰对带宽的影响后,由检测同、反相模态叠加产生的共轭零点引起的幅值谷为带宽进一步提高的限制因素。     

基于磁电编码器MEMS陀螺标定及高阶滤波的动态滞后补偿方法研究

在航空航天、无人机、云台等具有高隔离度要求的伺服应用领域,具有高精度、高稳定性的陀螺反馈系统是伺服系统达到目标隔离度的必要条件。针对多轴陀螺系统解耦困难,难以消除机械安装偏差,以及输出信号噪声大等问题,提出了采用基于磁电编码器陀螺标定及解耦方法,为了降低系统噪声对于陀螺信号输出精度的影响,提出陀螺信号高阶低通滤波及滞后补偿方法。设计了一套空间大小仅为40 mm×25 mm×20 mm的双轴CRM100陀螺硬件平台,在双轴陀螺硬件平台的环境下,对陀螺误差标定、陀螺高频噪声信号滤波及延时特性进行研究,并基于多阶低通滤波对双轴微机电(MEMS)陀螺进行高动态滞后补偿。实验结果表明,所提方法有效抑制了高频扰动对陀螺信号解算的影响,系统运行稳定可靠,陀螺的输出误差最大不会超过0.5°/s。并在1°/3 Hz和3°/1 Hz的外部扰动条件下,对伺服系统的隔离度进行了实验测试。     

陀螺惯性平台视轴稳定双速度环串级控制的研究

针对光电跟踪系统视轴稳定采用由速率陀螺构成的单速度环伺服控制的不足，本文提出采用以直流测速机为测量反馈元件构成模拟速度内环，利用陀螺的“空间测速机”功能组成数字稳定外环的双速度环串级控制结构。将速度稳定环的抗摩擦力矩干扰功能和隔离载体扰动功能分开设计实现。从系统抗干扰性、鲁棒性等方面与单环控制进行了理论分析和比较。伺服控制器分别采用有源PI校正和时间最小参数自调整PID控制算法。在四轴稳定跟踪转台上的性能测试结果达到了系统要求的稳定精度，表明该方法能明显减小载体扰动造成的误差，在一定的测量噪声和加速度敏感度范围内，能够有效地隔离载体扰动，控制性能良好。