过载振动复合环境下液浮积分陀螺仪误差建模与仿真

研究表明,液浮积分陀螺仪在过载振动复合环境下,因为结构变化而产生了较大的工作误差,这些误差的表现形式相当复杂,在单一环境实验中是无法体现的.本文采用有限元法对液浮积分陀螺仪在过载振动复合环境中的动力学特性进行研究,提出一种反映动力学环境下液浮积分陀螺仪结构振动特性的误差模型.设计了基于Simulink的复合环境下液浮积分陀螺仪测量误差的仿真框图.并对过载振动复合环境下液浮积分陀螺仪测量误差进行仿真,得到复合环境下液浮积分陀螺仪测量误差的规律.     

过载振动复合环境下惯性仪表误差建模方法研究

为了建立惯性仪表在过载振动复合环境下的误差模型,本文采用分析法和实验法相结合的建模方法,进行了试验设计,给出了模型辨识流程。通过该方法能够建立惯性仪表较为完整的误差模型,对于提高惯性制导精度具有重大意义。     

测地激光陀螺仪的倾斜角误差分析

测地激光陀螺仪是测量地球自转角速度的重要工具,为世界时(universal time,UT1) 解算提供依据。环境变化会影响测地激光陀螺仪光学腔的几何形状,从而影响陀螺仪的测量精度。本文主要针对由测地激光陀螺仪平面倾斜带来的陀螺仪萨格奈克(Sagnac) 频差之误差进行研究,结合基本误差理论、坐标系理论,推导出倾斜对陀螺仪旋转角速度影响的理论模型;利用艾伦方差法(Allan deviation,AD) 分析3个实验室的倾斜数据,并根据分析结果对原始数据作去噪处理;在此基础上使用时间序列法建立倾斜误差补偿模型,将倾斜造成的角速度误差降低一个量级,使输出的Sagnac频差更接近理论值。表明通过构建合理的倾斜误差补偿模型,可以改善陀螺仪输出数据的噪声水平,为陀螺仪进一步优化运行环境及相关数据的处理方法提供参考。     

基于突触可塑性的SNN随钻陀螺仪漂移处理

针对随钻振动引起MEMS陀螺仪的数据漂移问题,文中提出了一种脉冲神经网络算法.首先根据陀螺仪漂移误差的时间特性,利用脉冲网络的脉冲时间编码陀螺仪的信息强度.然后利用Izhikevich神经元模型的突触可塑性,调节激发性突触电导并抑制性突触电导,增强网络的鲁棒性,从而提高陀螺仪信号对噪声的抗干扰能力.在不同振动频率下,分...     

基于卡尔曼滤波的陀螺仪数据处理

随着惯性系统对陀螺仪精度要求的不断提高,对陀螺漂移的研究日显重要。惯导系统的陀螺仪漂移包括系统性和随机性误差。其中随机性漂移误差是系统的主要误差源。建立陀螺仪随机时序模型,运用卡尔曼滤波算法来消除陀螺漂移中的随机噪声是提高捷联惯导精度的有效途径。卡尔曼滤波是一套由计算机实现的实时递推算法,它所处理的对象是随机信号,在实时性方面有突出的性能。本文将讨论卡尔曼滤波在陀螺仪漂移的滤波算法,并针对型号为ADXRS150的陀螺仪数据进行了处理,得到了较好的效果。     

俯仰/滚转耦合的大角度姿态测量算法

基于加速度计或陀螺仪的测姿方法均存在大角度条件下姿态角误差放大、突变问题。对大俯仰角测量,通过预置欧拉旋转法可确定冗余加速度计的布置方式,降低了俯仰角测量误差。对大俯仰角条件下的滚转角测量,提出基于角速率阈值判定的陀螺解耦测姿算法。当俯仰角速率大于设定阈值时,采用角速度投影可钳制滚转角误差的漂移;当俯仰角速率小于设定阈值时,采用角速度积分可避免角速度投影造成的姿态误差放大。通过理论推导、分析和仿真,预置欧拉旋转法能有效避免大俯仰角条件下俯仰角姿态误差放大,陀螺解耦测姿算法能在振荡环境下长时间保持滚转角精确度。     

ADI的MEMS数字陀螺仪提供更高的速率感测精确度

美商亚德诺公司（ADI）日前发表第四代高性能低功率、具备数字输出陀螺仪产品线中的最新成员--ADXRS453 iMEMS陀螺仪。特别针对在严苛环境中角速度（旋转）感测所设计的全新陀螺仪具有先进的差动Quad—Sensor设计．使其能够在强烈的冲击与振动条件下精确的运作。     

基于角速度估计的MEMS陀螺随机误差动态滤波方法

针对MEMS陀螺仪受随机误差影响较大需要进行滤波处理,采用时间序列分析法建立的随机误差模型无法直接用于动态条件下滤波的问题,提出了一种基于角速度估计的随机误差动态滤波方法.首先,采用时间序列分析法对MEMS陀螺仪随机误差进行分析与模型构建;然后,将角速度估计假设模型建模为三维线性模型,并与陀螺仪随机误差模型结合构建动态滤波模型;最后,采用强跟踪卡尔曼滤波方法直接估计出角速度值以实现对随机误差滤波,并进行试验验证.结果表明:无论是静态还是动态条件下,该滤波方法估计的角速度值精度均较高,可以有效降低MEMS陀螺仪的随机误差,提升MEMS陀螺仪精度.     

惯性MEMS倾角测量误差补偿设计

利用ADI公司的MEMS陀螺仪ADXRS612和ADuC7026微控制器,对飞行器在垂直起降阶段进行姿态倾角测量。由于该陀螺仪随着时间的积累,会产生较大漂移,采用ADI公司的MEMS加速度计ADIS16210对倾角进行测量,并采用最小二乘拟合推算了陀螺仪漂移误差模型,以补偿陀螺仪漂移误差,提高了飞行器垂直起降时的姿态控制精度。     

海洋一号卫星水色仪步进电机的角速度振动特性研究

本文以海洋一号卫星水色扫描仪的转动机构为模型,设计了用以进行状态模拟的角速度振动试验,分析了步进电机的振荡机理,建立了步进电机 角速度振动条件下电机运动状态的数学模型,并进行了不同参数条件下的计算机仿真。结果表明,步进电机在角速度振动环境下会产生耦合振动,造成工作状态变差。     

一种基于Kalman滤波的陀螺误差标定方法

针对微惯性连续测斜装置中陀螺测量精度受噪声干扰、安装误差和零漂的影响,提出了一种基于Kalman滤波的陀螺误差标定方法。以微型石英振动陀螺仪为研究对象,运用Kalman滤波对陀螺的原始测量值进行滤波,分析陀螺零漂随温度的变化关系,结合已有的误差标定模型,得到了一种改进的全温范围内的陀螺误差标定模型。通过实验验证,与传统标定方法相比,提出的陀螺标定方法的测量精度提高了1~2个数量级,验证了该标定方法的可行性,对工程应用具有重要意义。     

谐振式光学陀螺锁频偏差的消除方法研究

谐振式光学陀螺系统需要使用激光器跟踪锁定谐振频率进行角速度检测,但其所用的半导体激光器存在光功率波动问题,受到相位调制器残余强度调制的影响,会使系统的解调曲线中心点发生偏移,导致陀螺系统出现锁定偏差,输出路形成长期漂移,该文对此进行了仿真分析与实验测试,并通过标定光功率与解调曲线中心点的方式得到两者线性关系,实时检测光功率补偿陀螺系统锁频点,消除光功率波动引起的陀螺输出误差,在本方案下陀螺系统的零偏稳定性测试为80 (°)/h,且输出路无漂移现象,能够提升陀螺系统的长期工作稳定性。     

MEMS陀螺混合误差标定方法研究

微机电系统(MEMS)陀螺仪具有尺寸小,可靠性强的特点,已广泛应用于各种微姿态仪中,而陀螺的安装误差是影响姿态仪输出精度的主要因素之一。现有的陀螺安装误差模型是建立在确定的刻度因子和零偏基础上,但实际应用中,陀螺的刻度因子存在误差,且零偏随温度和转速发生变化。该文提出了一种改进的误差标定和补偿方法,并针对模型中MEMS的零偏温度和转速非线性误差问题,运用BP神经网络,实现了模型零偏动态补偿。实验表明,采用该文提出的标定方法,陀螺的角速率误差由1.5(°)/s提高至0.05(°)/s。验证了标定方法的可行性。     

一种基于双轴位置转台的现场标定方法

针对激光陀螺捷联惯性测量单元(LSIMU)的系数会随时间变化的问题,基于双轴位置转台提出一种激光陀螺的现场标定新方法。该方法在3个位置对激光陀螺进行标定,根据其标定模型建立9个方程,通过正反旋转消除地球自转角速度在非转动轴上的影响,以及常值漂移在各个输出轴上的影响,最后求解出激光陀螺的标度因数和安装误差。实验结果表明,该方法可在缺乏高精度速率转台的条件下完成激光陀螺的标定,其精度与传统实验方法精度相当,缩短了标定时间。     

基于角加速率的MEMS陀螺仪快速标定方法

微机电系统(MEMS)陀螺仪的非线性误差是影响陀螺仪测量精度的主要因素之一。针对角速率标定法难以获得陀螺仪连续输出的问题。该文提出了一种角加速率标定实验方案,介绍了用二次标定方法解算出陀螺仪的零位误差系数、刻度因子、交叉耦合系数及非线性误差项的具体步骤。与常规补偿模型算法比较表明,此方法可快速标定陀螺仪的误差参数,补偿后的MEMS陀螺仪绝对误差小于0.084(°)/s,线性度提高了1~2个数量级。     

基于SHAKF滤波器的MEMS陀螺随机误差建模补偿

MEMS陀螺随机漂移误差是制约惯性导航精度的关键因素。本文针对标准kalman滤波器陀螺漂移处理方法中,随机动态系统的结构参数和噪声统计特性参数不准确的问题,采用自适应SHAKF(Sage-Husa Adaptive Kalman Filter)滤波器进行参数实时估计,提高陀螺漂移精度。基于此思想,建立了ARMA随机误差模型,搭建了MEMS陀螺组件实验系统,通过高精度三轴转台静态测试采集陀螺数据。Aallan方差分析表明,零偏不稳定性经线性KF滤波后提升17.4%,经自适应SHAKF滤波后提升26.2%。     

激光陀螺随机误差建模方法研究

随机误差是陀螺的主要误差。为了减小随机误差对激光陀螺精度的影响。介绍了依据激光陀螺漂移数据建立时间序列模型的方法并进行了建模实验,并在此基础上采用卡尔曼滤波算法对激光陀螺的漂移数据进行了处理,取得了较好的效果。结果表明,此方法能有效地抑制激光陀螺的随机误差,提高激光陀螺的精度。     

高精度动调陀螺寻北仪优化设计

陀螺的漂移和随机误差是影响动调陀螺寻北的主要因素。提出了三位置寻北方案,消除了陀螺漂移对寻北的影响。准备时间、采样时间、低力矩维持电压和堵转时间等参数设置会直接影响寻北时间和寻北精度。通过实验数据设置合理的参数可减小陀螺随机误差。实测结果表示寻北精度从0.2°提高到0.05°。     

基于光纤陀螺温度漂移误差补偿方法研究

惯性导航系统中光纤陀螺的漂移受温度变化影响显著,导致其在导航系统中的应用受到各种制约。该文提出了一种软件上的温度补偿法,建立基于光纤陀螺多参量联合多项式温度补偿模型,并设计相应的试验方法对陀螺仪的漂移进行了温度补偿。试验证明,提出的温度模型准确有效,可补偿因温度变化引起的光纤陀螺仪的漂移影响,达到提高系统的导航精度及温度适应性的目的。     

激光陀螺随机漂移的渐消Kalman滤波

随机漂移误差是激光陀螺的主要误差源之一.Kalman滤波算法能够有效抑制激光陀螺的随机误差,但是当计算模型不准确时,采用常规Kalman滤波易导致结果发散.渐消Kalman滤波能够抑制历史信息、重用现时量测信息,得到连续平稳的滤波结果.采用渐消Kalman滤波对激光陀螺随机漂移进行最优估计,取得了较好的效果.结果表明,...