一种新的无陀螺捷联惯导系统配置方案设计方法

配置方案是现有无陀螺捷联惯导系统研究中的薄弱环节,缺乏系统的设计理论和方法.从加速度计的输出方程着手,推导出角速度解算误差和加速度计测量误差之间的关系方程,其中配置方案参数为方程参量.以角速度解算误差最小化为原则,采用混沌粒子群算法,利用某型导弹的飞行数据得到了最优的六加速度计配置方案.针对其不易安装的缺点,通过参数设定,仿真得到了易于实现的次优配置方案.仿真结果表明其角速度解算误差接近于最优配置方案,明显优于国外经典的Cub-type方案.     

无陀螺微惯性测量组合的优化算法研究

无陀螺微惯性测量组合是利用线加速度计空间的组合解算法载体的角速度，同时测量载体的轴向加速度，构成惯性测量组合，应用该方法可以设计出适用的中等精度惯性导航系统，在国外学者研究的基础上改进了9加速度计的模型，提出一种新疆的解算算法，抑制了迭代误差，该算法利用传感器的冗余信息直接求得所测量的角度速度的绝对值，及时修正微分方程的解，减少了解微分方程组所带来的累积误差，降低了惯性测量组合的漂移，经过仿真计算验证了该方案的可行性。     

无陀螺惯性测量组合实验系统设计

无陀螺惯性测量组合(Non-gyro InertialM easurem entUn it-NG IMU)是利用线加速度计在空间的组合解算出载体的角速度,同时测量载体的轴向加速度,构成惯性测量组合,应用该方法可以设计出适用的中等精度惯性导航系统.针对目前多种加速度计配置方案,提出NG IMU九加速度计配置方案,该方案直接得出角加速度表达式,有效避免了求解微分方程组.在推导了导航参数计算数学模型的基础上,在国内率先组建了实验系统,设计了数据处理电路,并且进行了角度测试实验.实验结果表明,该系统可以真实反映角度变化趋势,准确描述姿态信息,方案正确可行.     

MEMS惯性传感器融合的水平姿态解算方法

为获取惯性导航系统的姿态信息,针对MEMS惯性测量单元,设计了基于多传感器信息融合的水平姿态解算方案.在此基础上,提出了一种基于卡尔曼滤波的解决方案:利用陀螺仪测得的角速度更新前一步的姿态角,利用加速度计对重力矢量的观测修正陀螺仪给出的姿态角信息.设计了水平姿态解算试验平台以验证该算法,采用姿态航向参考系统AHRS500GA提供精确姿态角对解算结果进行对照,试验结果表明:在静态、动态条件下该算法均能准确地得到实时水平姿态角,其误差一般小于1°.     

基于扩展卡尔曼滤波的多旋翼飞行器融合姿态解算算法

针对多旋翼飞行器飞行时机身振动对加速度计产生的噪声干扰,建立径向基(RBF)神经网络结构模型,提出扩展卡尔曼滤波融合姿态解算算法。采用加速度计解算的姿态角作为输入向量,四元数互补滤波解算的姿态角作为参考向量,通过学习不断调整网络最优权值,得到滤波后的由加速度计解算的姿态角,并将四元数互补滤波算法解算出的姿态角与经RBF神经网络非线性滤波得到的加速度计解算的姿态角进行扩展卡尔曼滤波融合姿态解算,以提高飞行器姿态角的解算精度。实验结果表明:基于RBF神经网络的非线性滤波算法可对加速度计解算的姿态角进行有效滤波,提高飞行器姿态角的解算精度;采用的扩展卡尔曼滤波融合姿态解算算法收敛速度快、稳定性强,能够更准确地实时解算飞行器的当前姿态,验证了该算法的可行性。     

无驱动结构硅微机械陀螺的信号处理

由于无驱动结构硅微机械陀螺输出信号较为特殊,应用这种特殊陀螺存在较大难度,为解决这一问题,从无驱动结构硅微机械陀螺的信号分析出发,根据其信号的特征提出用加速度计信号反映载体自转信号为基准,并以其作为参考信号解调陀螺信号的处理方法。软件上采用峰值检测和相位比较解调的算法,利用单片机实现该算法。同时设计相应的外围硬件电路,最终得到了一个能实时解调出陀螺信号得出陀螺的偏航和俯仰角速度值的信号处理系统。该系统由于引进了加速度计波形被调制带来的误差,其精度有待进一步改善。     

离心机闭合误差对陀螺加速度计输入量的影响

为研究离心机闭合误差对陀螺加速度计标定精度的影响,分别从离心机自身姿态误差、主轴角速率误差、地球自转角速度等三方面进行研究,推导了存在闭合误差时,陀螺加速度计输入比力以及输入角速度的相应表达式,并结合加速度计的离心机试验以及各误差的允差计算了实际的输入比力和输入角速度误差.结果表明,控制闭合角误差的大小,选择合理的主轴旋转周数可以使得在各项误差作用下,陀螺加速度计的标定精度满足要求.     

车辆IMU软测量技术精度分析

为节约半主动悬架电气架构和电子控制单元（ECU）的开发流程,提出一种新的半主动悬架传感器布置方案,并给出最佳惯性测量单元（IMU）安装位置。建立通过IMU信号解算4个簧上位置加速度的精确与完备公式,选择合适的角转动次序和参考系来保证解算方法的正确性;利用最优化理论及偏导数方法结合不同的悬架权重研究传感器安装位置对软测量精度的影响,并给出了有约束条件下的最优安装位置。实验结果表明:新提出的传感器布置方案及运动学解算方法可以很好地预测4个簧上位置处的垂向加速度,并具有较高的稳定性,但是安装在不同位置处的解算精度差异较大;通过最优化理论得出的有约束最佳安装理论位置的实验结果与理论符合(均方根误差约为0.6 m·s^-2),相比于其他安装位置,最佳安装位置处的实验结果对不同工况均具有较高的稳定性及测量精度;相比于水平安装位置,IMU的垂向位置对最终的解算结果和精度有较大的影响。采用数形结合思想给出了一个IMU安装位置误差等值椭球面,用该椭球面可以较为清楚直观地对安装位置进行分析。     

望远镜主镜位置解算算法研究

利用位移传感器测量望远镜主镜相对镜室的相对位置时,需要设计算法将传感器测得值解算为主镜的姿态和位置信息。本文对已有的算法进行了改进,从空间解析几何角度出发研究了主镜位置解算算法,并分析了传感器安装位置偏差对解算精度的影响,发现传感器安装径向尺寸误差对解算精度影响较小,而安装角度误差影响较大,并得到最佳的传感器安装角度为30°,从而得到最佳的传感器布局和解算方法。     

一种基于DSP和多传感器稳定平台的设计

为了准确采集稳定平台动态情况下姿态变化的信息,设计了一种新型的多传感器稳定平台的结构和硬件控制系统,六个加速度计和三个陀螺仪分别沿三个回转轴对称安置。在动、静态两种情况下,用不同的数学模型对加速度计和陀螺仪输出的信息进行解算。在动态情况下,对陀螺仪输出的信息和解算后的加速度信息进行Kalman滤波。经实验验证,能够提高稳定平台系统的精度。     

Real-time measurement of high rotational projectile axial acceleration based on 2-axis acceleration sensor

The real-time measurement principle of high rotational projectile's angular velocity based on 2-axis acceleration sensor and the axial acceleration measurement error caused by the installation error ar...     

圆光栅偏心对仿真转台角位置精度的影响

为了满足仿真转台角位置精度的指标要求,减小圆光栅安装偏心引起的角位置误差,本文提出了运用最小二乘拟合对该误差进行修正的方法。首先介绍了仿真转台的工作原理并给出了角位置精度的技术指标,然后理论分析了圆光栅安装偏心引起的测角误差与转角的规律,运用最小二乘拟合对测角误差进行修正。通过对比,修正后的测角误差明显小于修正前。结果表明,最小二乘拟合方法能够有效地修正圆光栅安装偏心带来较大的测角误差,使得角位置测量精度满足±4″指标要求。     

用非圆齿轮实现往复式压缩机速度波动的调节

提出了一种变等效转动惯量飞轮的设计方法。将微型飞轮安装在与往复式压缩机曲轴保持变速比的固定轴上，通过非圆齿轮传动实现轴与曲轴之间的变速比传动，不仅能完全消除曲轴的速度波动，而且能平衡输入扭矩的波动，大大减少飞轮自身的重量和转动惯量。     

系列运动参数数字检测技术的研究

针对角度、角速度、线速度、位移等运动参数高精度检测的需求,研究检测精度高、范围宽、使用寿命长的系列运动参数数字式传感技术十分必要,而角速度的检测是其它参数检测的基础。采用增量式光电编码器和系列传感机构的全新设计以及基于角速度预估的变采样周期的M法测速方案,实现不同速度区间角速度的精确检测。结果表明角速度在15-1 500 r/min区间保持了相同的分辨率和精度。     

热水供应系统中D—L比温降计算法

分析了目前热水供应系统中各种比温降法计算管段节点水温的方法,指出了存在的问题,提出了采用管径－长度比温降法（下称Ｄ－Ｌ比温降法）计算各管段的节点水温。     

自旋推进微纳卫星机理分析

为解决微纳卫星在机动变轨过程中受到侧向干扰力矩的问题,选择自旋稳定的方式,降低卫星速度指向偏差.考虑到质量变化以及喷气阻尼力矩的影响,建立恒定推力下无轴向扭矩的微纳卫星自旋推进模型,得到角速度、欧拉角、角动量以及角速度和欧拉角最大值的解析解.应用实例进行数值分析,结果表明:所求得的解析解精度较高;在发动机点火过程中,侧向角速度和欧拉角呈周期性变化,其中侧向角速度振幅越来越小;角动量矢量指向曲线为一圆形,圆形的半径近似等于卫星速度增量指向偏差;高速自旋的微纳卫星动不平衡特性对卫星自旋机动过程影响较小;微纳卫星的外形越接近于圆盘状,卫星速度增量指向偏差越小,变轨精度越高.     

基于轮胎非线性模型的汽车操纵系统的动力学分析

基于一种轮胎非线性侧偏特性模型,利用近似解析方法研究了汽车的操纵动力学问题,给出了表征汽车稳态响应的横摆角速度增益、转向半径之比、前后轮侧偏角之差的近似解析解.结果表明,当前轮输入角较大时,稳态横摆角速度增益会迅速增加;而当车辆高速行驶时,即使前轮输入角很小,转向半径之比也会很大.与线性轮胎侧偏特性模型相比,考虑轮胎侧偏特性的非线性时,转向不足的区域明显减小.     

在动态条件下摩擦离合器角速度的研究

随着自动化机组功率和速度不断提高,设计时要对动态条件下工作的所有系统的动力学作更精确的计算．采用动力学的方法对离合器的角速度进行了研究,通过求解微分方程得出角速度与发动机特性、工作阻力间的关系,并给出了计算实例．     

中厚板弯曲分析的加权残数法

应用加权残数法分析了中厚板弯曲问题．从算例计算结果可知,本文方法能适用于各类边界条件,方法简便,且有较好的精度．     

Research on identifying the dynamic error model of strapdown gyro on 3-axis turntable

Gyro calibration technology is the key technologyin enhancing navigation system accuracy[1~4].The in-ertial unit in the strapdown inertial navigation system ismounted on the space vehicle directly;its dynamic er-rors are the main error sources of the strapdown inertialnavigation system.Gyros are the angular velocity sen-sors and key unit in the strapdown inertial system.Therefore establishing the dynamic error model of gyroand identifying the error model coefficients are of greatimportance for…