热应力试验预测谐振陀螺寿命的研究

为了研究某型陀螺仪在长期存储期间的可用性,需要对其存储寿命进行预测和评估,确定其存储寿命和可靠度.对谐振陀螺仪在高温试验箱中进行672h的热应力试验,记录其性能参数退化数据;利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)在处理多元小样本数据方面的优点,在对热应力性能退化试验数据进行SVM训练学习的基础上,拟合回归出高温条件下陀螺仪的寿命模型;将室温储存条件下的参数作为输入,得到陀螺对应此参数的可靠度,此可靠度所对应的时间就是陀螺在正常储存条件下的寿命.根据以上方法预测出在20℃的条件下该陀螺仪的储存平均无故障工作时间等于5.4 ×104h,并与用LS估计的结果进行了对比,证明了用LS-SVM预测陀螺寿命的可行性.     

抖动偏频激光陀螺中的解调及实现技术

根据抖动偏频激光陀螺的输入、输出信号模型,提出了一种利用实时数字信号处理技术实现抖动解调的新方法.通过对激光陀螺输出信号高速采样并使用设计适当的数字滤波器,不但可以有效消除机械抖动引起的信号,而且能够减小随机嗓声干扰,提取出所需的惯性角速率信息.试验表明,相对于整周期采样解调,此方法有效减小了误差,提高了陀螺输出带宽,降低了对电路的要求,具有很大的实用价值.     

基于小波与灰色方法的半球谐振陀螺寿命预测

半球谐振陀螺具有成本高、批量小的特点,为了在不进行1:1实验的情况下评估其性能和寿命,提出基于小波分析与灰色关联度的残差修正GM(1,1)寿命预测方法。将小波变换引入半球谐振陀螺寿命预测中,利用2种紧支撑标准正交小波对半球谐振陀螺的漂移数据降噪处理以削弱序列的随机性,使用残差修正GM(1,1)模型对4个型号不同的半球谐振陀螺进行多周期数据预测,结合灰色关联分析方法得到半球谐振陀螺的预测寿命。实验结果显示,残差修正GM(1,1)对半球谐振陀螺预处理后漂移数据的预测精度高于GM(1,1)预测方法,表明该预测方法的正确性和有效性。     

环形激光陀螺的神经网络消噪

分别应用BP神经网络和DRNN网络对处于静止和运动状态下的环形激光陀螺输出信号中的噪声进行了消除,并应用Allan方差方法对消噪前后的陀螺信号进行了对比分析.结果表明使用神经网络对RLG进行消噪是可行的,而DRNN网络作为一种动态网络,其去噪效果及陀螺初始启动时的信号跟踪能力要优于静态BP网络.使用神经网络去噪的方法对研究环形激光陀螺的误差补偿及快速启动是有实际意义的.     

单激光陀螺罗盘寻北误差建模及滤波技术

传统吊带式陀螺罗盘系统短时间快速寻北精度较低,对环境的适应能力差.为提高陀螺罗盘寻北性能,提出使用单激光陀螺作为测量元件的二位置罗盘寻北方案.考虑到激光陀螺输出数据特性以及陀螺罗盘系统应用条件,通过对激光陀螺误差源进行分析,确定针对陀螺输出数据使用惯性环节滤波和滑动平均的组合滤波方法.以低精度激光陀螺实验数据进行仿真计算.滤波前后信号对比明显,说明滤波方法对噪声信号抑制效果明显;寻北结果达到4'的精度且收敛速度较快,证明了方案的可行性.     

扭力梁耐久等效台架试验设计及疲劳寿命预测方法

针对传统扭力梁悬架开发中实车道路试验费用高、零部件迭代设计时间长的问题,根据传统疲劳寿命预测方法制定多轴载荷台架试验方案,利用试验测试和仿真手段对比的方法预测扭力梁悬架寿命,分析基于应力叠加原理寿命估计方法的局限性,根据伪损伤等效原理提出更合理的寿命估计方法。根据该方法设计等效台架试验方案,并进行有限元仿真和台架试验。某扭力梁悬架开发和整车耐久性试验证明该设计方法的有效性。     

基于Duffing振子的MEMS陀螺微弱周期信号检测

Duffing混沌振子系统对周期小信号具有敏感性,对噪声具有免疫性。对此进行了特性分析,讨论了振子方程参数变化带来的影响。对Duffing振子微弱信号检测的原理进行了实验验证,以LCG50陀螺为例,用Duffing振子检测方法对其周期误差信号进行了检测和分析,基于检测结果设计了FIR滤波器对MEMS陀螺周期误差信号滤波,结果表明:Duffing振子方法在MEMS陀螺微弱信号检测与信号处理中的可行性和有效性。     

基于灰色理论的环形腔气体激光器加速寿命实验数据预测

针对目前环形腔气体激光器加速寿命试验周期长、成本高的缺点,研究了气体激光器加速寿命试验数据的预测方法,提出了基于灰色系统理论的气体激光器寿命试验数据预测算法和寿命预测模型,缩短了试验时间,提高了寿命预测精度.通过建立好的加速寿命试验系统,对气体激光器进行加速寿命试验,根据寿命测试条件和测试数据的特点,采用了灰色模型对气体激光器的加速寿命试验数据进行建模和分析,给出了数据预测的结果和气体激光器的预测寿命,分析了预测精度.通过实际试验数据的验证,表明了本文提出的数据预测算法的正确性和数据预测结果具有很高的精度.     

采用光声光谱技术检测乙炔气体的研究

气体光声光谱检测技术灵敏度高,不消耗被测气体,能够很好地检测变压器油中溶解的微弱气体.乙炔是变压器产生的微弱气体之一,为了检测乙炔气体,构建了用以检测该气体的实验装置.利用该装置,对外腔可调谐半导体激光器的辐射特性进行了分析;深入分析光声池的品质因数和频率响应;在低气体体积分数、低激光功率条件下,得到了光声信号与气体体积分数、激光功率间的关系.     

机抖激光陀螺稳频控制技术的研究

激光陀螺的工作中心频率作为激光陀螺的工作计量基准,其频率的稳定性直接影响激光陀螺的测量精度。稳定激光陀螺工作中心频率最有效的方法是采用主动腔长补偿控制。在介绍了腔长控制原理和方法基础上,提出将激光陀螺输出光强信号进行交直流分量分离独立控制的方法,并给出系统的硬件设计框图,最后介绍了软件设计流程。测试结果表明漂移均方差在0.4°/h以内,满足系统的使用要求。     

激光陀螺捷联惯导系统中整周期采样的修正研究

在圆锥运动环境下,若抖动偏频激光陀螺采用整周期采样抖动解调方式,将会引起严重的捷联惯导姿态算法漂移误差。提出了在整周期采样电路上进行少许改动,就能作出有效改进的方法,并详细推导了线性外推修正的算法公式。仿真结果表明,当姿态更新采用等效旋转矢量二子样算法时,利用线性 抛物线外推修正的效果非常显著,它能有效抑制整周期采样造成的姿态算法漂移误差,达到与理想采样的漂移误差非常接近的程度。研究结果有利于拓展整周期采样的应用范围。     

基于EEMD-RVM的陀螺漂移混合建模预测

陀螺漂移序列具有非平稳和非线性的特点,针对单一模型难以对其实现精确预测的问题,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)和相关向量机(RVM)的混合建模方法,实现对陀螺漂移序列的区间预测.首先,利用集合经验模态分解将漂移序列分解为多个模态和一个余量;将模态区分为噪声和趋势两个分量,对噪声分量建立分布模型,对趋势分量建立RVM模型,两者等权相加还原得混合模型;最后,给定置信度,得到置信区间预测结果.将该方法用于某振动陀螺漂移序列预测实例,结果表明:该混合预测模型能准确预测陀螺漂移,其中RVM的预测精度达到99.86%,且验证集以给定的置信度落在预测区间内,可为陀螺的寿命预测和性能分析提供依据.     

环形激光陀螺的零偏热效应补偿模型

热效应对激光陀螺零偏的影响非常明显且难以精确建模。根据对环形激光陀螺的大量温度试验的数据,分析了温度变化、温度梯度与温变速率对陀螺零偏漂移影响的规律,进而提出了一种适用于工程应用的环形激光陀螺的零偏热效应补偿方法。经试验验证,此模型能在一定程度上改善热效应对环形激光陀螺零偏稳定性的影响,为建立最后的误差补偿模型,进一步提高环形激光陀螺的精度打下基础。     

卡尔曼滤波在激光陀螺信号处理中的应用

各种随机噪声是激光陀螺误差的主要来源;设计了基于激光陀螺漂移数据时间序列模型的卡尔曼滤波器,对激光陀螺漂移数据进行了滤波,并采用Allan方差法分析了滤波结果;结果表明,基于时间序列模型的卡尔曼滤波器有效地减小了随机误差。     

基于最后逃逸时间的随机退化设备寿命预测方法

现有基于随机退化过程建模的寿命预测研究中,通常用退化过程的首达时间(First passage time,FPT)来定义寿命.但是,这种寿命定义较为保守,可能会导致其明显小于设备实际寿命.鉴于此,基于最后逃逸时间(Last exit time,LET)的概念,给出一种新的寿命与剩余寿命(Remaining useful...     

基于相关滤波技术实现激光陀螺抖动信号的剥除

为了满足惯导系统对机械抖动激光陀螺快速跟踪方面的应用需求,基于相关滤波技术实现了激光陀螺抖动误差信号的剥除.首先从理论上对基于相关滤波去除抖动的思想进行了详细的分析,提出了基于相关滤波进行抖动剥除的开环模型,为了提高系统的稳定性,在开环模型的基础上提出了闭环模型.其次介绍了基于相关滤波闭环模型实现抖动剥除的软硬件设计,最后用所研制的系统对某一型号的激光陀螺进行了测试,通过对采样信号和误差信号的观测,系统工作稳定,在5 kHz的采样条件下,陀螺剥除后的剩余脉冲控制在±1内.     

六组合传感器的测量算法研究

基于六组合高精度陀螺(如激光陀螺、光纤陀螺等)传感器测量载体的三向角速率和三向加速度的数据,对三向姿态角进行求解测量算法的研究。利用一种四元数法的数学间接计算方法,即利用四维空间中的四元数的性质和运算规则来研究三维空间中刚体转动的问题,在科研试飞测量中具有很好的实际应用价值。     

基于时间序列模型的激光陀螺随机漂移数据处理

采用时间序列分析方法建立激光陀螺随机误差模型,应用递推最小二乘(RLS)法估计模型的参数,在此基础上对激光陀螺的漂移数据进行了卡尔曼滤波,结果表明:该方法能有效地抑制激光陀螺的随机误差,提高了激光陀螺的精度。     

基于网络数据库的陀螺仪性能评测系统

介绍了通过现代化管理手段对陀螺仪装配进行管理，并采用网络数据库管理陀螺仪测试数据的陀螺仪性能评测系统，摆脱了原来陀螺测试的单机操作、手工记录的方式．优化了生产管理流程，能够提高陀螺仪的质量。