激光陀螺捷联惯性导航系统的误差系数标定研究

惯性器件标定一般都必须对北和调平,以消除地速及重力加速度的影响,但是不适合在靶场及其他野外环境下采用.根据激光捷联惯导系统的误差方程,在激光捷联惯性组合不指北、不调平情况下,通过十位置的标定方法,抵消掉地速及重力加速度的影响,从而得出加速度计的误差系数和陀螺的零偏.最后对实验精度进行了论证,认为此方法可以满足激光陀螺捷联系统的性能要求.本方案利用最少的测试位置,得到了所有需要的信息,利用率高.     

无陀螺捷联惯导系统角速度解算新方法

针对无陀螺捷联惯导系统解算载体角速度精度不高的系统瓶颈,提出了两种新的角速度解算方法.基于一种九加速度计配置方案,利用比力方程解算得到的角加速度项、角速度平方项和乘积项,构造了两种角速度的辅助算法.此法避免了由于积分导致误差积累的同时,也避免符号判断、数据开方的过程.仿真结果不仅表明了两种辅助算法的可行性,而且在解算精度方面也优于积分法和开方法.     

子午线收敛角在煤矿测量中的应用

子午线收敛角在煤矿测量中应用广泛,特别是在矿区跨度范围较大的情况下,子午线收敛角尤为重要。煤矿测量中通常需要加测陀螺定向边来提高井下巷道测量精度,主要参数有陀螺方位角、坐标方位角、子午线收敛角、仪器常数等。采用中天法,通过对豫省东部某煤矿实测数据的计算和精度评定,测定所求井下陀螺定向边的坐标方位角,根据定向边的坐标方位角指导煤矿顺利贯通,保证煤矿安全生产。点位坐标决定子午线收敛角大小。实测中必须精确计算子午线收敛角,并对仪器常数和陀螺方位角进行精度评定。     

陀螺全站仪在济南市地下人防工程普查测量中的应用

导线测量是地下空间控制测量的常用手段,但当地下导线超长过多时,常规导线测量难以达到精度要求。陀螺全站仪的使用是一种有效手段。本文以济南市地下人防工程干道测量为例,介绍在地下超长导线测量中多次加测陀螺方位角的作业流程,给出了加测N个陀螺方位角的考虑因素,并对加测陀螺方位角前后的成果进行了对比分析。结果表明:在导线超长时,通过多次加测陀螺方位角的方法,可以保证导线测量精度满足规范要求。     

光纤陀螺用Y波导半波电压稳定性的研究

Y波导是数字闭环光纤陀螺的核心器件,其半波电压的稳定性直接影响光纤陀螺标度因数的稳定性.工作温度是影响Y波导半波电压稳定性的主要因素,从Y波导物理特性的理论推导和Y波导半波电压随温度变化的实验可以得到半波电压与温度近似成线性规律,实验中半波电压随温度变化线性拟合中产生的非线性误差主要受Y波导的外电场和机械应力的影响.通过对Y波导的半波电压进行标定补偿,使陀螺处于最佳调制状态,从而使其在整个工作温度内获得高稳定性的标度因数.     

控制力矩陀螺框架系统的谐振抑制与精度控制

控制力矩陀螺(CMG)框架系统的速率控制精度是影响其输出力矩精度的重要因素,系统中谐波减速器提高了框架系统的动态响应能力,但其产生的机械谐振大幅降低了系统的控制精度.为抑制框架系统的谐振并满足系统的控制精度,本文建立了框架系统的动力学模型,根据系统动态性能要求选取合适的阻尼系数来设计系统主导极点,使控制器产生的零点与机械谐振对应的极点重合形成偶极子,从而抑制系统的机械谐振.仿真和实验结果显示:提出的方法有效地抑制了控制力矩陀螺框架系统的谐振,0.175 rad/s恒速控制精度为0.002,0.175 sin(2πt) rad/s正弦随动控制的幅值相对误差为3.28％,相位差为0.13 rad.结果很好地满足了控制力矩陀螺的高精度输出力矩需求.     

Modeling and compensation of MEMS gyroscope output data based on support vector machine

The modeling and compensation method of the angular rate error of MEMS gyro MG31-300, based on support vector machine, is described in this paper. Reference angular rates were generated by the single-axis rate turntable. The output data of MG31-300 under different input angular rates were collected and analyzed. Considering the nonlinear and random characteristics of the angular rate error, the support vector machine model is established, which uses the output voltage of gyro as the input and provides angular rate error as the output. The resolution of the angular rate error is improved by this modeling method. The result shows that the fitting error of the model was 0.0701°/s (1σ). Finally, within MG31-300 measuring range (−300°/s to 300°/s), some testing points besides the training samples were selected to testify and verify the model. The results indicate that, the support vector machine model has high precision and good generalization ability.     

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。     

激光陀螺抖动控制电路高精度数字化设计

激光陀螺仪由于存在闭锁效应需要外加抖动偏频来消除;以往的模拟抖动控制电路存在体积大,难以进行精确控制等问题;针对这些问题,设计了一种基于DSP的数字抖动偏频系统,通过DSP对抖动电压进行精确控制,并注入一种参数可调的锯齿波噪声来消除激光陀螺的动态锁区;经过实验表明,抖动偏频控制系统工作稳定,控制精确,噪声注入效果良好;激光陀螺仪静态测试结果表明,在所设计的抖动偏频系统控制下,激光陀螺测量精度高.