三轴光纤陀螺测控装置

光纤陀螺测控装备主要是检测陀螺的性能指标,保障陀螺的精确度和稳定性.论文介绍了一套三轴光纤陀螺测控装置,采用美国NI公司生产的计数器卡和多功能数据采集卡以及研华公司的工控机搭建硬件平台,采用LabVIEW编程语言实现软件部分的测试功能.三轴光纤陀螺测控装置通过主控计算机对三轴转台的运动模式进行控制,给被测三轴光纤陀螺提供所需的电源和时钟信号,同时对产品27V供电电压和电流进行实时监测和保护,并对产品的六路输入、输出信号进行隔离、调理,通过设定的测试程序自动采集并存储,然后对测试数据进行建模和计算,获得被测产品的各项性能参数.从而实现了三轴光纤陀螺的性能指标测试,具有良好的可视化人机交互界面.     

基于CAN总线和DSP的陀螺动态测试系统的设计

陀螺是一种应用广泛的惯性器件．而陀螺动态测试系统是重要的研究课题，首先提出了采用CAN总线作为数据通讯方式，DSP作为各智能节点的主控制器来构建陀螺动态测试系统，然后介绍了系统的整体构成，接着重点介绍了系统主要功能模块的软、硬件设计方法，最后给出了该系统的主要性能指标；目前该系统已被应用于中船重工第七一七研究所光电装备所用陀螺的入所复检中；应用结果表明：该系统技术先进、功能完善、性能可靠，达到了预期设计要求。     

基于DSP的静电悬浮微陀螺模拟伺服系统的研究

采用TI公司的浮点式TMS320VC33 DSP开发系统,用于静电悬浮转子微陀螺的悬浮控制试验。介绍了微陀螺控制系统的硬件结构和软件设计,搭建了Simulink控制系统模型,并利用劳斯判据在理论上推导了PID参数的选取范围。研究了不同频率的正弦激励信号对系统输出的影响;计算了其主要电气参数,并设计了微陀螺的开环、闭环和刚度性能指标。最后,给出了静电悬浮转子微陀螺系统初步的悬浮控制结果。     

环形激光陀螺信号分析与处理

我们对环形激光陀螺输出信号进行了时频分析,采用Allan方差法对陀螺信号进行了分析与计算,应用混合滤波技术对陀螺信号进行了处理,并对滤波前后的陀螺测试数据进行了对比分析.Allan方差法分析结果表明,该滤波技术能有效提高激光陀螺的精度.     

光纤陀螺平台回路设计及仿真

讨论了平台回路的组成及其工作原理,采用构造理想闭环传递函数的方法对闭环光纤陀螺平台调平回路的校正网络进行了设计;由于闭环光纤陀螺无传统陀螺仪的力矩器,且所用的闭环光纤陀螺以脉冲调宽方式作为输出,因此,回路采用闭环光纤陀螺自带的DSP处理器经过编程和A/D信号转换实现,较详细分析了调平回路主要各环节,并建立了相应的传递函数;通过对设计性能指标要求的分析,反推出所要设计的校正网络,且通过仿真实验证明该方法设计的回路能够满足系统动态特性的要求}最后,通过精度的影响因素分析,提出了提高调平精度的措施。     

耦合结构对音叉式陀螺振动特性的影响

耦合结构对MEMS音叉式陀螺振动特性具有重要影响。针对一种典型结构的音叉式陀螺及其耦合结构,在分析其工作原理的基础上,建立了其驱动模态的振动模型。基于该模型,计算了在陀螺刚度不对称、驱动力幅值不对称及质量不对称三种情况下,该耦合结构对陀螺振动特性的影响。利用有限元仿真软件,对该耦合结构在三种情况下对陀螺振动特性的影响进行了仿真比较。计算与仿真结果表明,通过改变耦合结构尺寸,能够调整陀螺固有频率,进而对振动特性产生影响。根据结果,提出了音叉式陀螺耦合结构的设计准则。     

高灵敏度圆柱壳体振动陀螺的研究

灵敏度是陀螺的重要性能指标,灵敏度的提高可以直接带动精度提高,同时可以拓展陀螺的应用范围。影响圆柱壳体振动陀螺灵敏度的因素很多,本文通过考虑了科里奥利效应(Coriolis effect)的ANSYS谐响应分析,提取产生陀螺效应的圆柱壳体振动陀螺的输出位移,通过比较不同形状谐振子相同激励条件下的输出位移大小来反映灵敏度的大小。采用这种方法分别研究谐振子的各项参数对于陀螺灵敏度的影响规律,并基于仿真结果设计了高灵敏度的参数优化圆柱壳体振动陀螺谐振子,通过实验验证了该谐振子的高灵敏度。     

陀螺定向问题的探讨

陀螺全站仪观测结果的精度除了与仪器自身精度、观测者的观测水平和操作熟练程度有关外,还受计算的影响。针对该问题,文章从陀螺零位改正和仪器常数两个方面,详细探讨了陀螺定向的精度问题,提出了在使用不同的陀螺全站仪前应对仪器进行检测、认真观测并计算零位值的建议。     

东方红三号卫星控制系统的速率积分陀螺的数学模型和常值漂移的在轨标定

本文介绍了东方红三号卫星的速率积分陀螺的基本工作原理和性能指标，描述了速率积分陀螺的数学模型。     

光纤陀螺零偏漂移的温度特性与补偿

光纤陀螺的主要器件(如光纤环圈、宽带光源)易受周围温度变化的影响,导致陀螺输出产生较大漂移,严重影响测量精度。因此,需要采取措施降低光纤陀螺随温度零偏漂移。首先,根据光纤陀螺的工作原理,对光纤陀螺零偏漂移产生的机理和温度特性进行了分析,阐述了光纤零偏漂移的温度特性。其次,设计完成了在-40～+60℃范围内的光纤陀螺静态零偏测试试验。试验数据表明,不同温度和温度变化率会对陀螺的零偏造成影响。再次,采用回归分析法建立了光线陀螺零偏漂移的温度模型,并利用该模型对光纤陀螺零偏进行补偿。该模型是考虑温度和温度变化率的二阶多项式模型。最后,对光纤陀螺零偏漂移的补偿效果进行了试验验证,证明补偿后零偏漂移稳定性提高了69%左右。该补偿方法与BP神经网络、受控马尔科夫链模型、模糊逻辑等方法相比,具有计算量小、利于工程化应用的优点。     

微机械轮式角振动陀螺气体阻尼特性研究

轮式角振动陀螺气体阻尼效应是影响其动态特性的主要因素。在充分研究轮式角振动陀螺结构特征的基础上,创建了角振动陀螺驱动模态滑膜阻尼数学解析模型,并给出了改进解析模型。利用有限差分算法求解极坐标系下雷诺方程,建立了敏感模态压膜阻尼简化分析模型。在5 Pa到105 Pa压强范围内,进行了简化分析模型计算,同时对计算结果进行了与ANSYS 仿真结果的比对。理论模型计算与仿真结果表明,敏感模态压膜阻尼是轮式角振动陀螺气体阻尼的主要产生机制。进而,从结构设计和控制电路的角度,给出了减小气体阻尼效应的有效方法。     

MEMS陀螺技术国内外发展现状简述

随着MEMS技术的快速发展,惯性器件微陀螺得到了广泛的发展和应用.MEMS陀螺具有体积小、重量轻、成本低和可批量生产等独特优点,在军事领域有着广阔的发展和应用前景,受到了各军事强国的青睐. 本文对MEMS陀螺的军事需求进行了初步介绍,重点针对国内外典型MEMS陀螺器件的结构形式、基本原理、优缺点、关键性能指标进行了梳理和分析,并对它们的应用前景进行了展望.随着微机电技术的发展和新型材料的应用,MEMS陀螺的种类将进一步多样化,MEMS陀螺将在惯性导航和自动控制等方面发挥越来越重要的作用.     

基于AR模型的MEMS陀螺误差补偿方法研究

针对MEMS(Microelectro Mechanical Systems）陀螺具有成本低、体积小但误差较大的问题,探讨MEMS陀螺的误差补偿方法。基于AR模型方法,采集MEMS陀螺原始信号,对原始信号进行预处理,利用预处理后的数据建立陀螺的AR(Auto Regressive)模型,辨识出模型参数。利用该模型对陀螺信号进行误差补偿,计算出陀螺的较精确值。通过对某MEMS陀螺误差补偿的静态和动态试验表明,提出的方法能够有效地减小误差,提高陀螺的测量精度。     

基于钎焊的MEMS陀螺真空封装设计与实验研究

对于线振动硅微机电系统(MEMS)陀螺,真空封装是减小其振动阻尼、提高振动品质因数,进而提高性能的一种有效的措施。设计了一种基于钎焊的硅MEMS陀螺真空封装方案,该方案因不采用吸气剂,故可实现真空度可控。理论计算表明:该封装形式可以保持1 Pa以下的真空度;经过对真空封装后的陀螺实验测试结果表明:设计的陀螺驱动轴品质因数为1500,实际封装后的陀螺驱动轴品质因数为1700,满足真空度设计目标。经过对封装后的陀螺品质因数进行186 d的跟踪测试,品质因数基本保持不变,验证了该真空封装方案的可靠性。     

磁悬浮转子微陀螺电容结构设计

为了实现磁悬浮转子微陀螺的电容检测,使用数值积分方法计算了新型磁悬浮转子微陀螺的电容值与转子倾斜角度的关系。计算确定了电容极板尺寸,电容的连接采用了差动电容的连接方式。通过电容检测电路,检测到了小角度输入范围内的陀螺输出信号。检测结果表明:该电容结构对于静态角度输入具有较好的线性响应,该微陀螺原形的电容结构能够检测到的转子倾斜角度可达到0.1°,对应的电容变化约为1 000 aF,满足了微陀螺对电容检测的要求。     

移动僵尸网络评估的性能指标研究

为了全面、客观和系统地反映移动僵尸网络运行情况和攻击危害,针对移动僵尸网络评估的性能指标进行了研究。首先,将移动僵尸网络的性能指标进行分类和提取,并给出了数学计算公式进行表述。其次,提出了正性指标、负性指标和中性指标的概念,从而更有效地反映性能指标的属性。最后,使用层次分析法对每个性能指标的权值进行了计算,并得出了计算结果。运用该评估性能指标对四个具有典型特点的移动网络进行了评估,验证了该方法的可行性和有效性。结果表明这种评估方法能够对移动僵尸网络的危害性进行综合评估,给防御策略提供了依据。     

基于改进PSO算法的嵌套环式微陀螺结构优化设计

摘要：改变嵌套环陀螺的结构设计会引起陀螺性能发生很大的改变,但由于其结构复杂,参数众多,导致陀螺在仿真过程中计算量过大,难以探索陀螺多参数变量对陀螺性能的影响规律,针对这一问题提出了一种基于改进PSO算法的嵌套环陀螺结构优化设计方法。该方法在传统PSO算法寻优的基础上,引入极值扰动来避免算法陷入局部极值,并针对嵌套环陀螺进行了一定的条件约束,解决了多参数在总和固定情况下的优化问题。改进后的优化算法以机械热噪声为目标函数,在波音设计的陀螺模型基础上对其间隙分布进行了优化实验,并与未优化前进行了性能对比,结果表明,改进后的优化算法使嵌套环陀螺性能显著提高,结构优化设计更加高效简洁,适用于嵌套环陀螺进行各种多参数的优化问题。     

惯性导航系统陀螺漂移补偿算法研究

分析了几种计算惯导系统导航陀螺漂移的方法，构思了一种组合导航系统模式，在水下即可完成对惯导的校正，对导航陀螺漂移进行补偿。同时还提出了对导航陀螺漂移补偿的优化组合算法。理论分析及计算机仿真结果均表明，应用该组合导航系统可大大提高潜艇的导航定位精度和隐蔽性。     

自由转子陀螺的漂移误差模型识别系统

本文介绍了一个自由转子陀螺的漂移误差模型识别系统.该系统在实现数据采集的基础上采用扩展卡尔曼滤波算法进行模型参数的识别,在扩展卡尔曼滤波计算中采用了改进的格雷姆--斯密特算法(MGS)进行协方差矩阵的计算,并使用卡尔森算法(CLS)进行状态修正和协方差修正.系统通过了实际的试验验证.试验结果表明该模型识别系统具有足够的精度,完全可以满足自由由转子陀螺漂移误差模型辨识的要求.     

无陀螺微惯性测量装置

首先简要介绍了惯性测量装置及微惯性测量装置的特点及分类,指出了采用无陀螺技术设计微惯性测量装置的优势。并介绍了国内外无陀螺测量技术发展状况,提出了一种新颖的结构设计,推导了导航方程的算法,利用了多传感器的冗余信息对算法进行优化,降低了求解微分方程的累积误差,提高了无陀螺微惯性测量组合的导航精度,最后进行了仿真计算,验证了该方案的可行性。