惯性测量组合小角度静态标定方法研究

简要论述了为延长惯性测量组合的稳定期以及提高惯性测量组合的使用精度,在位置转台上对惯性测量组合影响精度大的不稳定参数进行自标定的技术,即利用角速度计去标定低精度陀螺的技术。从理论上讨论了利用加速度计的信息去标定陀螺不稳定参数的方法。提出了小角度标定方法,给出了小角度静态标定思路,从理论上对小角度射前静态标定方法存在的综合误差进行了定量分析,指出了小角度静态标定方法存在的主要问题,同时提出了相应的改进方法,使射前静态标定方法理论上可行。     

嵌套环式MEMS陀螺刚度轴偏角误差和电极未对准误差辨识

作为一种工作在简并模态的陀螺,嵌套环式MEMS陀螺因其更强的抗冲击特性、对外界振动更低的敏感性以及更灵活的电极配置等优势被作为一个重要的微机电陀螺发展方向。然而,在加工过程中产生的谐振结构不对称误差会导致陀螺模态不匹配,严重限制陀螺的性能。面对批量化生产的谐振器,需要用一种便于实施的结构误差辨识方法挑选高品质的谐振器加工高性能陀螺。本文分析了刚度轴偏角误差和电极未对准误差对陀螺的影响,然后,提出了基于静电修调理论的误差辨识方法。最后,用三支嵌套环陀螺完成了辨识实验,证实了方法的可行性,辨识过程中得到的修调电压还可直接用于静电修调。     

新的两位置组合对准方法研究

以速度作为观测量,设计了一种新的两位置组合对准方法.在精对准过程中,改变载体的航向,使载体处于2个不同位置.卡尔曼滤波器在这2个位置进行估计,利用陀螺漂移估计值之间的关系,并经数据处理,得到水平方向上的陀螺漂移,同时实现高精度的初始对准.这种方法解决了静基座条件下东向陀螺漂移的不可观测和由此导致的方位失准角精度不高的问题.     

三轴一体石英挠性加速度计标定数学建模与误差分析

为了提高加速度计标定精度,针对三轴一体石英挠性加速度计确定性误差特性和工程安装特点,基于笛卡尔空间坐标系之间的转换,推导加速度计坐标系与载体坐标系之间的转换矩阵,建立三种石英挠性加速度计线性标定数学模型.仿真和导航实验结果表明:三轴一体石英挠性加速度计标定数学模型误差引起捷联惯性导航系统速度误差、位置误差和姿态误差,且姿态误差和位置误差包含常值分量;所有误差均包含舒勒周期振荡和傅科周期振荡,傅科周期振荡调节舒勒周期振荡.     

挠性陀螺解耦控制在工程中的实现

在深入研究挠性陀螺理论的基础上,依据再平衡回路控制原理,经过大量的理论计算,采用对角化法并简化挠性陀螺传递函数模型,推导出近似的易于实现的动态解耦阵表达式,然后对动态解耦网络采取相近零极点对消方法,构造出电路上易于实现的解耦控制网络,通过仿真验证了解耦控制的有效性,最后,将解耦控制网络在某型挠性陀螺仪中实现,并进行了小批量试验,试验结果表明:解耦控制网络有效抑制了挠性陀螺仪动态过程中的耦合量,并将耦合量控制在1％以内,挠性陀螺组件在某型机载稳瞄搜索系统中应用的技术瓶颈问题得到解决.     

一种新的无陀螺惯性测量组合标定方法

无陀螺惯性测量组合在角速率解算过程中不仅需要知道加速度计标定因数、零偏及实际安装方向向量,还需要准确获取加速度计的实际安装位置.针对上述特点,以加速度计输出模型为基础,提出并建立了一种广泛适用于各种无陀螺惯性测量组合的标定方法.该方法经转台位置和速率实验验证可以准确得到加速度计标度因数、零偏及安装误差,进一步提高了载体线加速度和角速率解算精度,从而为后续的姿态解算奠定基础.     

SINS/CNS组合导航系统陀螺在线标定技术

陀螺仪长时间工作时,由于环境变化等因素,会产生陀螺漂移、标度因数误差和安装轴不正交误差,而且由积分得到的姿态参数信息误差也会相应变大,因此需要对陀螺进行在线标定。借助CNS提供的高精度姿态信息,基于四元数误差建立陀螺在线标定模型,采用卡尔曼滤波器对SINS/CNS组合导航系统陀螺在线标定技术进行仿真研究。仿真结果验证了该算法的有效性,能够估计误差模型中的所有参数,并且满足标定精度要求,具有工程应用价值。     

一种基于磁传感器的MEMS陀螺标定方法

根据微型航姿测量系统各传感器的特点,研究出了一种基于磁传感器输出的MEMS陀螺标定方法,并根据MEMS陀螺误差参数模型设计相应的补偿算法,分别对MEMS陀螺的零偏和标度因数误差进行了补偿。与传统标定方法相比,该方法实现简单,适用于现场标定。实验结果表明,该标定方法能够有效地提高MEMS陀螺测量精度,补偿后陀螺在静态条件下2分钟内,俯仰角漂移小于0.035°,倾斜角漂移小于0.15°,航向角的漂移小于0.2°。当陀螺三轴均有角速率输入时,在角速度小于25°/s情况下误差都能保持在±2°以内。     

非模型化相机标定方法及测角误差研究

结合航空摄影光学校准方法和垂线法的概念,提出了一种不依赖于解析模型的相机标定方法,对CCD全像面进行亚像素层级的全视场逐点标定,构建分度视场角-像面坐标映射表;测角过程不依赖于成像模型,而使用映射表标准值插值解算。通过对标定过程进行分析,研究了此方法中影响测角精度的关键参数:一维靶标的靶点直线度、图像处理精度等,获得了系统误差分布特性及测角不确定度。最后通过水平方向测角验证实验,验证了此方法的可行性及误差分析的正确性。     

温度效应造成的半球谐振陀螺振幅和测角误差因素分析

在半球谐振陀螺工作的过程中,环境温度的变化是不可避免的。温度的变化影响谐振子尺寸变化,导致陀螺产生热漂移。根据振幅检测原理,推导温度效应误差的数学表达式,分析它对测量结果的影响,这对选择合适的补偿算法以消除温度效应误差有一定的指导意义。     

高精度数字陀螺仪安装误差标定与补偿方法

高精度数字陀螺仪精度高、使用方便,有着广阔的应用前景;而在实际应用中发现,安装误差是严重影响陀螺仪输出精度的主要原因之一。文中在推导高精度数字陀螺仪输出模型的基础上,提出通过求解比例系数来确定坐标变换矩阵,对高精度数字陀螺仪进行安装误差标定与补偿的方法。详细说明了高精度数字陀螺仪安装误差标定步骤和比例系数求解方法;实验结果表明：该方法能够有效的补偿高精度数字陀螺仪的安装误差,标定补偿后陀螺仪全量程测量范围内的绝对误差小于0.045°/s,测量精度提高了1-2个数量级,准确的将陀螺仪输出变换到载体正交坐标系下,为高精度数字陀螺仪的工程应用奠定了基础。     

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。     

光电经纬仪站址与测角测距误差校准

光电经纬仪校准是实现目标精确测量的关键,在设备经过一段时间的使用或移站后均需进行校准.针对近期一次光电经纬仪校准工作中,以设备旋转中心测量值作为站址坐标真值进行其他参数校准时产生了无规律且较大测角偏差的问题,提出一种基于地面控制的光电经纬仪站址与测角测距误差校准方法.相比其他类似校准方法,该方法将站址坐标、测角误差和测距误差均作为未知量进行校准模型构建,通过平差计算,得到一组最优的校准数据作为光电经纬仪测量的基准.经试验验证,该方法有效提高了光电经纬仪测量精度和可靠性,同时校准结果可直接用于光电经纬仪数据处理软件,保证光电经纬仪测量处理的规范化.     

挠性陀螺组件模拟再平衡回路的改进与实现

为了提高挠性陀螺组件动、静态性能,必须考虑传统再平衡回路中陀螺仪章动特性对组件性能的影响,需对挠性陀螺仪数学模型和校正网络进行优化.通过挠性陀螺仪运动方程分析和扫频试验测试,在原有挠性陀螺仪工程简化模型中增加了一个二阶振荡环节,得出了一种更能真实反映陀螺特性的精确数学模型.运用期望校正法对回路中校正网络进行了改进设计,...     

寻北仪系统的挠性陀螺伺服电路设计

分析了挠性陀螺及其寻北原理,针对使用挠性陀螺作为敏感器件的寻北仪系统,提出了一种结构简单的陀螺伺服电路;对应给出的伺服电路原理图,分析了各个组成模块的功能;同时根据系统精度的要求及测试中发现的实际问题,通过采用补偿系统零位、选择合适采样电阻、增加延时电路等方法,可以实现减少放大器零偏对测量信号的干扰、较好地解决寻北精度与陀螺进动角速度之间的矛盾、提高系统的可靠性和稳定性等目的;实验证明在样机上改善效果显著.     

直升机机载三轴速率陀螺校准技术研究

三轴速率陀螺组件是某型无人直升机飞控系统的重要部件之一,其速率精度直接影响飞机的性能,为此必须定期对其进行校准.为提高三轴速率陀螺的校准精度和效率,提出了一套基于单轴速率转台的半自动校准方法.设计了专门的校准工装,实现了被校三轴速率陀螺3个输出轴的快速切换;开发了校准系统软件,实现了校准数据的自动采集和处理,提高了速率校准效率.对校准结果的不确定度进行了分析评定,评定结果表明,提出的校准方法合理可行,具有较好的实用性.     

基于MEMS陀螺仪的随机误差分析

为了提高MEMS陀螺仪测量精度,减少随机误差的影响,对产生随机误差的噪声源及其随机误差模型进行了分析;通过分析MEMS陀螺仪自身结构的缺陷并且对其输出数据进行了相应的滤波处理与平稳性检验,确立了合适的误差模型并利用Kalman滤波进行误差补偿,验证了模型的有效性;同时运用Allan方差法对MEMS陀螺仪噪声项进行了分析,确定了影响MEMS陀螺仪测量性能的主要因素以及比较了滤波前后的各项噪声源系数,检验了滤波效果且实验结果证明误差模型显著提高了MEMS陀螺仪的测量精度。      

基于误差分离法的刀口直角尺高准确度测量

刀口直角尺用于校准平面坐标类光学仪器的坐标轴垂直度,是最常用的几何量计量器具之一,但是由于缺乏相应校准规范,影响了刀口直角尺的量值准确统一。应用封闭原则,对校准用仪器误差进行分离处理,实现刀口直角尺的高准确度测量。该方法测量流程合理,测量点明确,计算公式简单,通过测量不确定度评定和实验验证,证明了该方法的正确性和可行性。解决了刀口直角尺的量值溯源问题,为影像式几何仪器的校准提供了一种精确的方法。     

一类无静差专家模型算法控制研究

研究了一种新型控制算法———无静差专家模型算法控制算法。重点讨论了该算法在对象参数和时滞等发生变化时的鲁棒性。与常规模型算法控制相比,该算法消除了静差,具有良好性能,无需复杂计算,适合于工业控制应用。