球型惯性元件配合间隙差动共焦精密测量方法

配合间隙是决定球型惯性器件精度和可靠性的关键参数之一,针对球型惯性器球面元件表面有缺口且未完全抛光导致曲率半径难以精确测量,进而难以准确控制球碗、球冠配合间隙瓶颈问题,提出了一种球面惯性元件配合间隙激光差动共焦高精度方法。该方法利用抗散射的激光差动共焦曲率半径测量方法分别对球碗、球冠的曲率半径进行测量,然后利用差动共焦曲率半径测量系统测得的球碗和球冠的半径差来控制球型惯性器球面的配合间隙。理论分析与实验验证表明:该方法测量球冠和球碗配合间隙的相对扩展不确定度优于20×10~(-6),其为惯性器件球冠和球碗配合间隙的高精度测量与控制提供了一种全新的技术手段。     

一种用微型惯性测量组合进行三维位置测量的方法

研究了微型惯性测量组合的一种新的应用,即应用微型惯性测量组合进行三维位置的测量,详细介绍了应用微型惯性测量组合进行三维位置测量的方法,给出了陀螺角速度提取、转换矩阵求解、三维位置计算、姿态角求取等具体过程,在选取惯性级器件并尽量减小测量时间的情况下可以得到较为满意的结果,该方法在大型复杂工件的在线加工制造、测量标定等方面具有明显的应用前景。     

基于DSP的微型惯性测量系统设计

微机电技术的发展使得微型惯性测量系统的大量应用成为可能,而工业消费领域的大量需求也促进着低成本惯性测量系统的研究。介绍了一个以DSP TMS320LF2407为中央处理芯片的惯性测量系统,包括系统的硬件结构和软件设计方案,并给出了原理样机测试结果。与目前大多数惯性导航系统相比,该系统具有体积重量小、功耗低、可扩展性好、成本低等特点。     

小型飞行器MEMS姿态测量系统

针对目前可获得的微机电系统(micro electromechanical system,简称MEMS)惯性测量元件,提出一种用于小型飞行器的姿态测量系统实现方案,采用三轴加速度计和单轴速率陀螺构建系统,可满足飞行器加速度小于6g、角速度小于±300(°)/s的姿态测量需求。根据所选MEMS惯性传感器的特点,给出传感器的测试方案和测试结果,利用加速度计测量信息直接修正方向余弦矩阵来抑制姿态角的误差积累,并进行姿态测量试验。试验结果表明:系统以100Hz的频率更新姿态测量值,在满足姿态矩阵修正阈值的条件下,姿态测量误差小于1(°)。     

动力总成惯性参数快速一体化测试系统研究

针对目前动力总成惯性参数测试方法在精度、效率、安全性、成本4个方面无法兼顾的问题,设计了一套惯性参数快速一体化测试系统。该系统只需一次装夹即可测取所有惯性参数,测试时间不超过90 min。提出小角度翻转测量法,相对于传统的竖立、侧立、悬吊安装测量法,该方法保证了产品测量的安全性。标准件实测结果显示,该系统质量测量相对误差为0.024%、质心测量最大绝对误差为-0.2 mm、转动惯量测量最大相对误差为0.91%、惯性主轴方位角最大偏差为-1.79°。与4种常用测试方法进行对比,结果表明该系统测试精度有明显提高,测试效率和安全性也较高、并且成本适中。该系统易于推广,适用于多种产品的惯性参数测量。     

基于全加速度计惯性测量单元的微震颤测量技术研究

对基于全加速度计惯性测量单元的微震颤测量技术进行研究和分析,设计了测量系统的方案并研制了实验样机,惯性测量单元采用9加速度计的配置形式;推导了加速度计输出的比力方程,提出了将积分法和开方法结合起来求解角速度的算法;给出了利用四元数求解捷联矩阵的数值求解方法和在惯性坐标系下载体系上任意位置在任意时刻坐标的数值求解方法。     

基于惯性基准的大尺寸空间角测量

针对大型装备装配过程中的大尺寸空间角测量问题,提出一种基于惯性基准的大尺寸空间角测量方法并且设计了相应的测量系统。该测量系统利用自准直原理获取被测轴线方向,通过内部陀螺仪和编码器测量被测轴线在惯性坐标系中的单位向量坐标,然后根据每个被测轴线在公共基准内的单位向量坐标值实现空间角的计算。建立了大尺寸空间角测量的数学模型,并对测量系统的测量不确定度进行分析和计算。最后搭建了测量系统的原理样机并利用原理样机在实验室进行了模拟测量实验。实验结果表明,原理样机的实际测量误差为14",满足了测量精度的要求。该方法采用惯性空间作为公共测量基准,有效地解决了测量大尺寸空间角时测量基准难以建立和传递的难题,使得测量过程更加灵活、高效。     

惯性测量系统的一种算法

阐述了惯性测量原理在轨道检测车中的应用，分析了常用捷联算法的优劣；介绍了四元数法的基本原理及其在捷联系统中的用法；给出了惯性测量系统的实用算法。     

传统元件的有控点共轭啮合运动几何测量法

基于对齿轮等传统动无从元件测量理论的分析，提出了可同时测量传动元件几何形状精度和传动质量的有效点共轭啮合运动几何测量法新概念，论述了该测量法的原理及特点，并介绍了几种应用实例。     

飞控系统四余度惯性测量系统的相关技术研究

本文针对直升机飞控系统应用特点,设计开发了一种惯性测量系统。采用开环光纤陀螺及加速度计组合的模式输出直升机的基本姿态信息,通过RS422总线与飞控系统进行通信。设计的惯性测量系统冗余度高,软件调试方便,且成本可控。应用结果表明,惯性测量系统输出的姿态信号可满足多种工况下飞控系统控制直升机的基本需求,且惯性测量系统运行稳定可靠,具有一定的实用性和推广价值。