舰载条件下一种新的传递对准方案与仿真研究

传递对准是战术舰载武器惯导系统初始对准的一种有效方法;针对舰载捷联惯导系统的初始对准问题,提出了一种新的动基座快速传递对准方案——速度+角速度匹配方案;给出了这种方法的数学模型,采用一种简单的航行轨迹,在三种典型的海况下,对这一传递对准方法中子惯导姿态误差角,速度误差和舰船甲板变形进行了卡尔曼滤波估计及精度分析;研究结果表明,速度加角速度匹配方法具有稳健的对准精度和快速性,估计精度随海况变化不大。     

陀螺马达轴承预紧力确定方法研究

为了提高陀螺马达寿命、可靠性及在恶劣工况下的适应性，对机载角速度传感器陀螺马达预紧力的作用进行了研究，给出了陀螺马达轴承的预紧力确定方法和原则，分析了陀螺马达工作状态下静载荷、振动载荷、进动力矩、一阶固有频率、不平衡力矩以及温度变化对预紧力的影响，给出了陀螺马达轴承预紧力及相关动载荷计算的寿命，对比当量动载荷经验公式计算的寿命，本文所给出的陀螺马达预紧力确定方法对寿命的预测更为准确。     

一种改进的等精度转台角速度测试方法的实现

目前转台角速度测量主要利用长时间求平均值的方法，测量时间较长，不能实时测量，本文提出改进等精度法测量方法测量转台的角速度，采用FPGA快速测频技术实现了转台角速度实时测量。研制了便携式转台角速度测试系统，代替以往用来进行角速度测量的大型数字频率计等设备。用虚拟仪器搭建人机交互平台，实现转台角速度的实时处理，对数据进行快速高效的采集、分析、显示、存储，代替以往的人工录入再进行数据处理的方法，实现了转台角速度现场、快速测试。     

基于瞬时角速度信号窄带解调的太阳轮故障检测

由于时变传递路径以及振动传感器受测量频率下限的限制，及在转速较低工况下基于常规振动信号的太阳轮故障检测较为困难。对此，结合编码器信号的优势，提出一种基于编码器信号窄带解调技术的太阳轮故障检测方法。首先使用T法对光栅式编码器角度信号进行采集，然后使用向前差分法获得瞬时角速度(instantaneous angular speed, IAS)信号，随后使用角域同步平均抑制非同步干扰分量，最后通过窄带解调实现太阳轮故障检测。同时，在所提方法中提出一种基于峭度的解调频带选择策略和一种基于相位解调函数相位变化率的故障特征增强方法。实验证明IAS信号可以有效克服常规振动检测方法的不足，并验证了所提出方法能有效实现对太阳轮故障的检测。     

磁流体动力学角速度传感器的温度特性分析北大核心CSCD

磁流体动力学角速度传感器基于磁流体动力学效应工作,导电流体置于旋转的磁场环境,切割磁感线产生感应电势。环境温度变化,会影响导电流体的黏度、电导率及磁通密度进而改变导电流体的响应状态,从而影响传感器的输出。文中从理论上分析了温度对传感器关键部件的影响,并利用MAXWELL及FLUENT进行耦合仿真,通过温度实验加以验证。结果表明:低频时导电流体的正温度效应小于永磁回路的负温度效应;中高频时,影响MHD角速度传感器表头温度稳定性的主导因素为永磁回路的负温度效应,为减小传感器温度漂移并进行结构优化设计提供依据。     

基于循环谱相关的编码器信号滚动轴承故障检测EI北大核心CSCD

针对振动传感器安装受限的场合,结合编码器信号的优势,以编码器瞬时角速度(instantaneous angular speed, IAS)为信号,提出一种基于编码器IAS信号诊断特征(diagnostic feature, DF)指标的循环谱相关(cyclic spectral correlation, CSC)优化解调频带选取算法。首先利用向前差分法估计编码器信号获得轴承的IAS信号,并利用CSC得到IAS信号的双变量谱;然后按照初始子频带带宽为循环频率积分区间得到子频带改进包络谱(improved envelope spectrum, IES),并计算子频带IES的DF数值获得DF曲线;再通过评判DF数值合并子频带得到优化解调频带;最后利用包络分析提取滚动轴承故障特征阶次。通过仿真和轴承实测数据验证了所提方法的有效性。     

基于弹道弯曲角速度单矢量的制导炮弹滚转角空中粗对准方法

制导炮弹内弹道呈现高转速、大过载的特点，其导航坐标系统滚转通道无法进行初始对准。针对以上难点问题，根据无控段飞行特性，提出一种基于弹道弯曲角速度矢量的滚转角空中粗对准方法。在无需卫星、机动辅助的条件下，利用重力引起的弹道弯曲角速度矢量作为基准，通过单矢量定姿实现滚转角对准。为消除低精度陀螺仪的零偏、轴偏角等误差的影响，分析了弹体姿态运动测量信息的频域特性，利用FIR带通滤波器提取角速率陀螺信息中弹体滚转频点处的有用分量，并采取对准起始时刻冻结弹体坐标系下的积分策略，平滑随机测量噪声，从而提高对准精度。通过数学仿真手段，探究了惯性陀螺误差对对准精度的影响。数学仿真结果表明：该方法仅利用低精度角速率陀螺即可实现在无控段快速粗对准滚转角，误差在1°左右；在飞行搭载试验中，滚转角对准误差可控制在2°以内。     

考虑风向动态变化下风力机塔架应力特性分析

以课题组自行研制的风力机为研究对象，通过动态旋转平台模拟风向动态变化，研究在风向动态变化情况下塔顶和塔底的应力变化情况，同时分析风向动态变化对塔架应力的影响。对比发现：随着风向变化角速度的增大，最大主应力值呈先增大后减小的趋势，风向变化角速度为0.5（°）/s时最大主应力值变化程度最小，风向变化角速度为1（°）/s时，塔架稳定性最不利。随着风向变化角度的增大，最大主应力值先增大后减小，且最小主应力值随风向变化角度的增大而减小，风向变化角度为60°时最大主应力值最小，风向变化角度在30°以内应力波动较明显。