二维硅微机械陀螺的研究

报道了一种依靠载体的旋转作为驱动,能敏感载体偏航角速度与自转角速度的二维硅微机械陀螺的原理、硅摆制作、敏感元件封装和检测。分别用仿真器和速率转台对其二维特性进行测试,结果证实该硅微机械陀螺能够敏感旋转载体的偏航和旋转体自身的角速度,比例系数随旋转角速度增加而增加。陀螺性能测试说明这种陀螺达到中等精度的使用要求。     

半球谐振陀螺平台系统稳定回路设计

通过对原有平台系统的分析,建立了半球谐振陀螺平台系统稳定回路的模型,运用经典的超前滞后网络对系统进行了校正。仿真结果表明,该稳定回路具有较好的动、静态性能,能够满足系统的动、静态设计要求。目前该方案已应用于某型导弹的平台改造研制中。     

稳定平台中通用陀螺数据采集处理系统

为提高稳定平台的性能,针对平台中各种类型陀螺高速度、高精度、宽动态范围的设计指标要求,研制了一种通用数据采集处理系统。在详细分析动力调谐、光纤和微机械陀螺典型型号性能参数指标的基础上,提出了系统的设计指标要求,选择8通道24位∑-？高精度模数转换器ADS1278和32位数字信号处理器TMS320F2812,设计实现系统的硬件电路,编写了相关的软件程序,并进行了实验验证。实验表明：系统的转台测试数据与陀螺出厂标定的性能参数之间,测量误差小于1%,完全满足稳定平台中陀螺的应用要求。     

光纤环应力分布测试对光纤陀螺性能的影响

通过对光纤环进行应力分布测试和筛选,实现了改善光纤陀螺性能的目的。分析研究了由应力作用产生的光纤环非互易性对陀螺输出特性的影响,采用光纤应力分析仪对光纤环进行应力测试和筛选。并将经过光纤环在线测试和热应力测试筛选后的光纤环组装成陀螺进行零偏实验。实验结果表明:采用应力分析仪能够有效对光纤环进行应力测试和筛选,经过筛选后组装的光纤陀螺精度有了明显改善,全温范围内零偏稳定性可达0.08 ()/h。对后续高精度光纤陀螺研制有一定的借鉴意义。     

导弹快速自瞄准方法及仿真研究

为使弹道导弹在满足一定瞄准精度要求的条件下,缩短发射准备时间,提出了一种二位置快速自瞄准新方法。不同于传统的二位置定向方法,该方法不需要知道发射点的纬度,且转位角度可以根据需要来选择。推导了二位置自瞄准方法的计算公式,分析了影响瞄准精度的主要因素,并进行了数字仿真。仿真结果表明,在系统误差为3倍标准差,随机误差为万分之五的条件下,二位置自瞄准方位角最大误差小于5'．该方法可以满足使用组合制导而对初始定向精度要求稍低,对快速机动性要求较高场合的导弹瞄准要求。     

用于微小卫星姿态确定的非线性估计算法

基于Kalman滤波理论，利用Stirling插值公式．对非线性系统的状态方程和测量方程进行近似形成的一阶和二阶非线性估计算法．克服了扩展Kalman滤波需要复杂求导以及收敛等问题，文中利用该算法。对微小卫星常采用的陀螺／磁强计组合姿态确定进行了研究，仿真分析表明，低成本微小卫星仅柔用陀螺和磁强计进行姿态确定是可行的，一阶和二阶近似非线性估计算法处理这种强非线性的姿态估计问题是非常有效。     

光纤陀螺实时小波去噪中的阈值选取

在使用小波域阈值滤波方法消除光纤陀螺输出噪声时,阈值的确定和阈值函数的选取是两个关键问题,它们直接关系到小波滤波的滤波效果,目前关于此方面的讨论较多基于离线分析。在综合考虑了实时性与滤波效果后提出了一种改进的阈值确定方法,并针对强制去噪动态性能差的问题提出了一种新的小波系数处理策略,最后利用LabVIEW软件对该算法进行了工程实现。通过试验验证,此方法在不影响滤波效果的前提下具有实时性能好的优点,具有较好的工程应用价值。     

基于地磁传感器与陀螺仪的姿态测量法

姿态测量系统是火箭弹简易制导领域不可或缺的一部分。文中基于地磁传感器与MEMS陀螺仪的姿态测量系统,对传统单点姿态测量方法进行了研究与改进。以MEMS陀螺仪解算所得的偏航角作为三轴地磁传感器输入,推导了姿态角测量方法。针对姿态测量方法,设计了三轴地磁传感器姿态测量模块,在三轴旋转平台上进行了半实物仿真实验。实验结果表明,改进后的方法可以满足火箭弹姿态解算,提高了姿态角解算精度。     

一种新型三自由度谐振式MEMS陀螺

针对谐振式MEMS陀螺检测带宽与检测灵敏度相矛盾的问题,根据两质量块谐振器具有对机械位移放大的特点,提出了一种新型结构的谐振式MEMS陀螺,采用单自由度驱动、双自由度检测,驱动模态谐振频率落在检测模态两个质量块谐振频率叠加形成的平坦区域内,有效增加了陀螺检测带宽,提高了陀螺的抗干扰性能。建立了新型谐振式MEMS陀螺结构动力学模型,对陀螺结构进行有限元仿真分析,在常压环境下对陀螺结构进行测试。结果表明,该结构有效增加陀螺检测带宽,改善了陀螺的抗干扰性能,克服了由于工艺加工精度不足带来的陀螺结构不对称所引起的误差,降低了对加工工艺和加工精度的要求。     

三轴光纤陀螺捷联姿态解算与漂移补偿研究

研究了三轴正交捷联光纤陀螺（FOG）在移动卫星通信天线稳定和精确指向中的应用。针对三轴FOG角增量输出,首先建立四元数微分方程并实时求解,实现了考虑地球自转补偿的捷联姿态解算方法。其次,将FOG输出漂移分为零偏、温度漂移和随机漂移分别进行补偿研究。基于预测控制DMC算法进行随机漂移的实时补偿;建立多项式模型并进行回归分析实现温度漂移的补偿。通过试验表明,捷联姿态解算方法正确。补偿后,FOG的输出漂移大大减小。