软件速率陀螺(上)

前言 现代歼击机的平显火控系统在进行空—空机炮瞄准射击时,常采用连续计算弹着线（简称CCIL）和前置跟踪计算（简称LAC）的工作状态。这些工作状态需要对弹丸相对于飞机的位置进行计算。而精确的计算都必须考虑飞机的角速率效应、法向加速度引起飞机的位移、速度带偏角,以及由于平显轴线和炮轴的位移而附加的视差修正。在这些计算项目中,角速率效应是最大项,通常亦称为主项。 以往,飞机沿机体轴线的角速率是借助于专门的速率陀螺装置来测量的。随着机上的特种设备（如航向系统、姿态系统和惯性导航系统等）日益完备和火控数字计算机的采用,又出现了软件速率陀螺的新技术。 软件速率陀螺的本质是:（一）对飞机的姿态角信息进行数值微分,得出姿态角速率信息;（二）将姿态角速率信息进行坐标转换而获得机体角速率。这整个过程都是通过计算机的预编程序,对姿态角信息进行实时的计算。所以,软件速率陀螺从原理上和     

陀螺阻尼温度变化的电补偿

发明背景 本发明通常和二阶系统相结合,更具体地讲,它涉及到现代飞机,导弹等飞行器上使用的象陀螺这样的传感器。本发明详细地叙述了速率陀螺仪阻尼随温度变化的电补偿措施。各种精密仪表为了精确地工作都需要阻尼,尤其是象陀螺仪,加速度计和其他各种利用质量运动测量速度或其他功能的传感器更需要阻尼。陀螺仪安装在充满油或者其他液体的壳体里,就是一个例子。 遇到最难的问题是液体粘度。例如硅油的粘度随环境温度而变化。阻尼液粘度的任何变化都将改变阻尼比,从而引起一个测量误差输出信号。例如角速率输入到速率陀螺仪中就是如此。从前这方面的技术,包括温度或阻尼补偿的若干机械装置,就是用以达到减小陀螺阻尼变化的影响,得到常值阻尼力。 然而,在所有这些系统中,补偿随温度变化引起的阻尼（比）变化,都需要复杂而昂贵的机械装置。同以前的技术相反,本发明采用电子线路用于直接补偿同温度引起的阻尼变化成比例的输出信号,从而基本上取消了以前用的温度或阻尼补偿机械装置。     

移动接收卫星电视的天线自动跟踪系统

本文主要叙述利用卫星姿态测量和导弹制导技术的陀螺传感器，电子罗盘，GPS模块等的组合，对行驶中的车载卫星电视天线接收方向的变化，作出敏感的反映，然后通过伺服驱动系统和伺服马达来控制天线的转动，使得天线中心轴在汽车行驶过程中始终对准卫星，并采取适当的方法对长时间行驶产生的累积误差进行修正，确保移动接收卫星电视正常工作。这样的设计广泛地应用在任何载体上（包括汽车，火车，轮船，飞机）。     

移动接收卫星电视的天线自动跟踪系统

本文利用了卫星姿态测量和导弹制导技术中的陀螺传感器、电子罗盘、GPS模块等的组合，对行驶中的车载卫星电视天线接收方向的变化，作出敏感的反应，然后通过微处理器进行处理后送伺服驱动系统，来控制伺服电动机转动天线，使得天线的中心轴在汽车行驶过程中始终对准卫星。并采取适当的方法对长时间行驶产生的累积误差进行修正，确保移动接收卫星电视正常工作。这样的设计广泛地应用在任何载体上（包括汽车、火车、轮船、飞机）。     

陀螺垂直器控制系统——美国专利3,318,161

1967年5月9日批准 本发明叙述一种飞行器用的,特别是飞机用的垂直器陀螺控制系统。更准确地说,它叙述了位移陀螺用的一种新的直立系统,其陀螺轴线通常地垂直定向,其常平架通常与飞行器的横滚轴和俯仰轴平行配置。     

速率陀螺在船载地平式电视跟踪仪视轴稳定中的应用

利用速率陀螺稳定运动基座上的测量系统是目前常采用的一种方法.不同安装方式的速率陀螺,其敏感轴上测到的角速度不同,从而决定了获取基座运动对测量系统的速度扰动量的计算方法.结合速率陀螺在船载地平式电视跟踪仪上的应用,归纳了速率陀螺的几种安装方式,并在实用中达到了预期的稳定效果.     

一种面向机动的航姿测量系统设计

针对飞行器长时间飞行时, 低精度陀螺、加速度计和磁强计组成的航姿系统容易受到运动加速度的影响而导致姿态精度较低, 甚至发散的问题, 将载体机动加速度描述为当前统计模型, 将目前常用的6状态无迹卡尔曼滤波扩展为9状态, 其状态变量包括3个修正罗德里格参数、三轴陀螺零偏误差和三轴载体机动加速度, 量测量为三轴加速度计输出和三轴磁强计输出。实验结果表明, 当飞行器长时间机动飞行时, 9状态无迹卡尔曼滤波可以估计载体的机动加速度, 保证姿态测量精度。     

捷联式惯性导航系统

Ⅰ引言。惯性导航系统的心脏 ,按其实现测量飞行器的加速度和提供空间参数基准的基本任务来讲,是惯性测量装置(IM、U)。这样,惯性测量装置决定了系统的性能和精度;它也是造成系统生产成本占三分之二左右的原因,并且是总成本的主要因素。 一直到目前,大多数惯性导航系统都用了稳定平台惯性测量装置,在此陀螺和加速度计是安装在常平架悬置的平台上,此平台是由陀螺控制的伺服机构。当常平架稳定系统使陀螺隔     

用于旋转弹体态测量的硅微机械陀螺理论和实验研究

报道了无驱动结构的硅微机械陀螺,该陀螺用于测量旋转弹圆锥运动时的姿态角和姿态角速率.陀螺的结构决定了其可同时敏感旋转弹在滚动、偏航和俯仰3个方向上的角速度.分析了陀螺的敏感机理并提出了陀螺信号的解算方法.通过模拟圆锥运动的实验,证明了陀螺敏感机理和解调方法的正确性.最后给出了主要性能指标.     

图片报道

英国宇航公司正发展一种用于导弹的三轴环形激光捷联惯性导航系统,图示其总体结构。公司在1981年成功地进行激光陀螺的飞机飞行试验。……     

基于扩展卡尔曼滤波算法的飞行器姿态测量系统

针对常规卡尔曼滤波算法在飞行器姿态测量系统中存在局限性,采用扩展卡尔曼滤波算法(Extended Kalman Filter,以下简称EKF)作为飞行器的姿态测量算法,使用欧拉角描述姿态建立飞行器姿态测量模型,将陀螺的连续测量值作为飞行器的短期姿态,同时用GPS的测量值作为飞行器的长期姿态校正信息.通过数学仿真证明在一定条件下该滤波器有较高的滤波精度,能够更加准确的得到姿态测量值.     

SlimAHRS九轴小型姿态平衡测量系统

AHRS称为航姿参考系统包括多个轴向传感器,能够为飞行器提供航向,横滚和侧翻信息,这类系统用来为飞行器提供准确可靠的姿态与航行信息.AHRS原本起源于飞行器相关技术,但是近几年随着成本的器件成本的不断降低 也被广泛的应用于机动车辆与无人机,工业设备,摄像与天线云台,地面及水下设备,虚拟现实,生命运动科学分析等需要三维姿态测量的产品中.本系统SlimAHRS采用全固态MEMS三轴陀螺、三轴加速度、三轴磁场计,运算单元使用高速CortexM3处理器,可高速输出姿态及传感器信息,支持3D全姿态输出,无奇异点,满足快速响应要求.     

制导和跟踪用螺旋管转矩陀螺稳定的寻的器装置动力学

由于输入到操纵战术导弹的自动驾驶仪,需要视线角误差速率,通常采用陀螺稳定的接收器以跟踪目标。由控制和误差转矩产生陀螺进动角速率,误差转矩是由伺服进动放大器-转矩产生器组件和由其它各种转矩产生机构引起的。进动放大器的输出作为自动驾驶仪的输入信号。磁偶极子、由陀螺转子和接收器组成装置受控制(进动)电流的影响,该电流通过陀螺周围的螺线圈,这种进动电流的大小和相位,控制转子的进动速率的大小和方向。当陀螺稳定接收器跟踪目标时,进动放大器提供一种与惯性视线角误差速率成比例的信号。导出控制装置的动力学方程式;结果解释直轴和横轴弹性速率效应(在实验室观察的)。通常认为陀螺自旋马达的垂直转矩效应看作是由若干现象引起的。讨论实验过程确定方程系数,并估价动力学误差源的相关量,根据现有情况确定机械装置和性能改进,以使进动放大器误差源减到最少并完全消除其它的误差源。     

新型角速率传感器

测量飞机、火箭、船舶等航体的角速度,通常都是利用由高速旋转的陀螺特性构成的速率陀螺来进行.然而,随着测量精度提高,必然对陀螺制造环境提出更严格的要求,而且对陀螺部件也不得不进行超精密的机械加工.此外,这种陀螺从原理上讲由于使用高速转子,其抗冲击及过载的能力比较低,通常最大只能达到60—100G.这种陀螺由于要进行超精密机械加工,而且由于其构造的限制部件数又不能过分减少,组装很大一部     

雷达伺服系统船摇隔离度的模拟测试方法

船载雷达伺服系统在跟踪目标的同时,还要消除船体摇摆的影响。利用陀螺稳定回路构成的二轴稳定系统是伺服系统消除船摇影响、保持稳定跟踪的一种有效方法。采用隔离度的概念来衡量伺服系统抵消船体姿态扰动、保持天线指向的能力。文中通过模拟速率陀螺敏感的船摇引起的天线方位或俯仰角的变化速率,叙述一种在地面上进行船摇隔离度的测量方法,并通过计算机仿真说明该方法的可行性。     

采用激光陀螺/GPS的导弹组合定姿系统

采用激光陀螺确定导弹飞行姿态时,由于存在初始姿态误差及陀螺漂移,弹体的计算姿态有误差且随时间振荡.为了消除姿态误差和陀螺漂移并获得弹体姿态的最优估计,设计了一种组合定姿系统.该系统以GPS载波双差相位为观测量,用修正罗德里格斯参数(MRPs)描述姿态误差矢量,并以该误差的一阶微分方程为模型,采用无迹卡尔曼滤波器(UKF...     

固体角速率传感器(VYRO)

角速率传感器用在许多飞机和导弹自动飞行控制系统的内稳定回路中.人们习惯于使用旋转速率陀螺来完成这种功能.这类机电装置由许多精密部件组成;通常对飞行控制系统的寿命和可靠性均有很大的影响.已研制出没有旋转部件的固体角速率传感器,现正在批量生产,供A-10飞机使用.这种传感器被称为VYRO,其寿命之长还无法估量,可靠性指标达137,000小时MTBF,几乎超过常规速率陀螺一个数量级.     

机载火控三轴测速装置

介绍一种机载火控三轴测速装置，它与传统的用两个二自由度陀螺测量三轴角速度的方法不同，即陀螺动量矩Ｈ并不完全垂直于测量轴，但却可以得到飞机三轴角速度的唯一解。     

基于STC15 MCU的微型四轴飞行器设计

微型四轴飞行器属于旋翼式飞行器,具有体积小、结构简单、设计成本低等优点,在军事探测、信息采集、增强通信节点等方面应用广泛。设计采用STC15W4K58S4芯片作为微型四轴飞行器的控制核心,以NRF24L01实现无线遥控通信、MPU6050陀螺仪进行姿态监测,采用互补滤波器原理设计姿态融合算法,同时采用PID增量控制算法调整PWM输出占空比,实现对飞行器电机转速的控制。经过测试可实现对飞行器的姿态控制。     

激光调准的潘兴导弹的制导

最近陆军在白沙导弹靶场成功地发射了 第一枚使用新的激光制导系统调准装置的潘兴导弹。此次发射是马丁·玛丽埃塔航天公司新的自动参考系统的处女试验，它使导弹自动调准发射方位角而不必参考预先测量的点。自动参考系统结合了激光器、自动光学联接和精密的指北陀螺，以建立导弹的惯性制导平台的取向，并使导弹在就要竖起和发射时“瞄准”。