平台罗经惯导工作状态的转换研究

以由二自由度陀螺仪及脉冲积分摆式加速率计构成的平台较经系统的研究对象，讨论了平台罗经向惯导过渡的必要性及可行性，提出了快速平稳过渡方案，最终给出了计算机仿真结果。     

解析式惯导系统线性分析

静电陀螺是一种高精度陀螺仪,用静电陀螺组成的惯导系统目前已经开始在舰艇和飞机上得到应用。考虑到对静电陀螺加精确的控制力矩目前尚有困难,所以一般利用静电陀螺组成解析式惯导系统。本文从线性动力学方程出发,讨论了经补偿后剩余的陀螺常值漂移、与重力加速度g一次方成比例的漂移以及加速度计零位误差对系统的定位误差、方位误差以及数学平台相对垂线偏差的影响,并利用计算机进行模拟,比较了水平阻尼和全阻尼状态下系统的精度。分析结果表明,尽管在解析式惯导系统中,陀螺常值漂移被地球自转所调制,使纬度误差的传播有发散趋势,但如果将漂移控制在0.001度/小时,则系统的定位误差将小于0.1海里/小时。     

舰船惯导系统陀螺电机多信息测试系统设计

陀螺仪是舰船惯导系统的核心组成部件。陀螺电机直接为陀螺仪提供驱动力矩,其工作状态直接决定了陀螺仪性能。针对陀螺电机的测试需求,构建了基于PXI硬件架构和LabVIEW软件平台的陀螺电机多信息测试系统。系统基于NI4070数据采集设备,实现了陀螺电机声音、转速传感器、电压、电流等信息的无损测量,为陀螺电机特征参数的提取和预测提供数据依据,为陀螺仪及舰船惯导系统的性能评估提供技术途径。     

T360G大角速率动力调谐陀螺仪性能实现的机理

介绍一种国内新型动力调谐陀螺仪。陀螺仪实现最大可感角速率达到4000/s(可持续4s)以上,可承受的冲击大于200g,电机启动快,可在3s内达到稳定的调谐转速的性能。满足大机动运载器用捷联惯导系统的要求。其采用的特殊支承及单力矩器结构,为提高陀螺加矩速率开阔了新的技术途径。     

旋转惯导捷联算法

针对旋转惯导计算原理,分析了转台测角、测速误差对系统精度的影响。为确定其影响程度,将转台测角、测速误差等效为相应量值的陀螺仪漂移。理论计算和仿真结果表明,转台测量误差特别是测速误差对惯导系统造成较大的影响。提出改进的旋转惯导捷联算法,该算法在姿态更新和导航计算后引入转台转角信息而不涉及转速信息,从算法原理上消除了测速误差对系统精度的影响。     

内水平阻尼捷联惯导误差仿真研究

捷联惯导系统依靠算法建立导航坐标系,以数学平台取代平台惯导物理实体平台,其系统误差中同样存在三种周期振荡成分.将平台惯导内水平阻尼思想引入捷联惯导,阻尼舒拉周期振荡和傅科周期振荡误差成分,同时推导了内水平阻尼捷联惯导误差传播方程.仿真实验表明,引入内水平阻尼之后,在载体加速度较小的条件下,捷联惯导姿态精度得到明显提高.     

奇异值分解故障检测法在捷联惯导中的研究

陀螺仪是惯导系统的核心元件,文章针对光纤陀螺信号的特点,将奇异值分解算法（SVD）应用于陀螺故障检测中,该方法不仅能检测出单个陀螺发生故障的情况,而且还能有效地检测出两个陀螺同时发生故障的情况,有效提高了系统的可靠性。文中以六个单自由度陀螺冗余惯性导航系统为研究对象,合理地布置测点,实现了对系统中关键的部件进行状态检测,仿真结果验证该方法是可行的。     

基于时频分析的陀螺平台工作状态识别方法

目前惯导系统在航海、航空、导弹和宇航事业中得到了广泛应用,陀螺仪的精确度和稳定性直接决定惯性导航系统质量的好坏.阐述了陀螺平台的工作原理;对时频分析识别信号信息的方法进行了研究;给出了基于时频分析的陀螺工作状态的识别全过程.     

论由三个单自由度陀螺仪所构成的惯导平台稳定系统之耦合影响

一、引言三轴系统是三个具有相互作用的单轴系统。如果在单轴通道间相互作用很小的情况下,系统实质上可以根据单轴近似式来分析综合,这给分析、解决问题带来了很大的方便。反之,若系统间相互作用很大,单轴近似式就不适用于三轴系统。为求得单轴近似式正确性的判据,就必须对耦合影响加以分析。从零开始的不同俯仰和方位角中,由于平台轴间的框架几何形状所产生的耦合,可以采用坐标变换器或正割变换器来去耦。     

船用自由方位惯导系统性能分析与仿真

推导船用自由方位惯导系统在地理坐标系下的系统误差方程,通过求解静基座状态下的系统误差方程,研究各类误差源对自由方位惯导系统的影响,在此基础上完成动基座下系统误差仿真。理论分析及系统仿真表明,相比于指北惯导系统,自由方位惯导系统由于平台相对地理坐标系存在旋转角速度,调制水平方向惯性测量元件常值误差造成的系统误差,使得除平台x方向陀螺造成的经度常值误差项外,其他项均为震荡性误差,达到了抑制惯性测量元件误差效果。     

高精度惯性导航系统的可靠性

本文简述了高精度系统的可靠性(维持性能或性能退化)问题,并以应用了故障检测和冗余技术的惯导系统为例对其进行了论述。 在惯导系统中,通常用陀螺性能监控器来实现机内精度检测技术。当导航系统由多个等精度的惯导子系统构成时,利用这些子系统的可观测输出变量的表决监控可得到几种软件故障诊断技术。     

规则波浪中舰船操纵与横摇耦合运动模拟及特性分析

采用六自由度舰船操纵性方程与横摇波浪力矩耦合构成动力学模型,对舰船在规则波浪中的操纵与横摇耦合运动特性进行了模拟研究.其中操纵性方程采用MMG模型,波浪力矩由切片法计算,舰船航向按PD控制.模拟计算了某船正横规则波浪下保持航向的横摇运动,计算结果与单自由度理论结果进行了比较,其幅频曲线与相频曲线两者符合较好,间接证明了耦合构成动力学模型的有效性.在此基础上计算了不同浪向角和航速下的横摇运动,以横摇等值极坐标曲线表征舰船规则波浪中的横摇特性,从而给出了规则波浪下舰船耦合动力学所描述的运动特征.     

基于双轴速率转台的IMU440惯性测量单元快速标定方法与实验

在捷联惯导系统中,惯性器件的确定性误差是系统误差的主要原因之一。为了提高惯导系统的输出精度,必须对这一误差加以补偿。以美国Crossbow公司开发的IMU440惯性测量单元为对象进行了快速标定实验,建立了陀螺仪和加速度计的误差模型方程,提出了用于辨识陀螺仪和加速度计误差模型参数的速率和位置标定法,根据两种标定方法得到了IMU440惯性测量单元的误差模型,最后对误差模型进行了校验。实验结果表明,误差补偿后的惯性器件输出值可以很好地接近理想输出值,大大降低了捷联惯导系统的输出误差。     

纤维光学陀螺仪

德国C plath公司及其姊妹公司Litef公司正在研制一种新型的导航用纤维光学陀螺仪。该陀螺仪将成为首台商船用全电子陀螺仪。 新型陀螺仪的心脏——惯性传感系统的陀螺稳定平台由呈捷联式排列     

一种新的船用捷联惯导系统阻尼算法

针对平台式惯导系统阻尼系统设计复杂的问题,根据罗经对准网络与阻尼网络的等效性,研究一种新的捷联阻尼算法。以捷联式惯导系统的数学平台代替平台式惯导系统的实体平台,设计捷联式惯导系统阻尼网络,包括水平阻尼网络和全阻尼网络,推导方便计算机运行的水平阻尼算法和全阻尼算法。结合某型激光陀螺双轴旋转惯导系统半实物仿真,对水平阻尼和全阻尼算法进行验证。     

航天测量船惯导平台航向效应的动态标定与补偿

航向效应是影响惯性导航系统精度的重要因素。为了提高惯性导航系统数据输出精度,在分析航向效应产生原因的基础上,探索了航天测量船惯导平台航向效应的变化规律,推导出海上动态情况下的数学模型和数据拟合处理方法,提出了测量船航向效应的海上标定与补偿技术。数据表明:测量船惯导平台航向效应的海上标定与补偿技术的应用能减小系统误差0.5个数量级,极大地提高了测量船惯性导航系统数据精度,具有一定的实际应用价值。     

基于双轴转台的捷联惯导系统姿态精度评定算法

系统姿态精度是惯导系统的重要指标之一.针对系统的姿态精度,尤其是动态姿态精度因缺乏姿态基准而难以评定的问题,提出一种基于双轴转台的惯导系统姿态精度评定算法.首先对姿态误差角建模,利用惯导组件不同航向角所确定的旋转矩阵第三行三列的元素不含有航向角信息的特点,在无北向基准的情况下,求解出惯导和转台的安装误差角,进而得到惯导姿态误差,此姿态误差即可反映系统姿态精度,最后,进行了光纤惯导系统的精度评定试验.结果表明,算法在转台无需北向基准条件下可有效标定出惯导系统姿态误差和安装误差,其流程简单、适应性好,可为系统精度评定提供参考.     

一种捷联惯导阻尼超调误差抑制算法研究

针对捷联惯导系统在阻尼状态切换时产生超调的问题,提出一种基于“双模”解算的捷联惯导阻尼超调误差抑制算法。基于捷联惯导的力学编排,建立了系统水平回路的控制模型,分析了系统阻尼和无阻尼状态切换时超调误差产生机理。在此基础上,设计了系统阻尼和无阻尼并行的导航解算算法,在切换状态超调期内利用无阻尼导航输出校正阻尼导航输出,抑制状态切换超调误差。算法将捷联惯导系统IMU的输出同时接人两个解算回路。两个回路同时、独立进行导航参数的解算。系统工作在无阻尼状态时,惯导系统输出无阻尼回路的导航参数。在状态切换的超调期内,惯导系统仍输出无阻尼回路的导航参数。状态切换的超调期结束后,惯导系统输出阻尼回路的导航参数。仿真结果表明,该算法能够抑制惯导系统阻尼状态切换时产生的超调误差。同时,该算法使校正回路设计简洁,工作稳定可靠。     

船舶大幅横摇运动

本文讨论了六个自由度船舶非线性运动方程.在船舶作大幅横摇运动假定下,采用压力积分方法,利用Taylor展开,导出其他自由度运动对横摇的非线性耦合运动方程.得到其他自由度运动对横摇的非线性耦合系数表达式,以及入射波和绕射波对横摇扶正力矩的非线性影响.结果表明,纵向运动对横摇的非线性静力耦合作用不存在,它们之间的耦合主要是由波浪引起的.     

基于单自由度的桨-轴回转振动特性分析

基于受简谐激励的单自由度系统产生振动的机理,从理论上分析了偏心质量所引起的桨-轴系统回转振动特性,利用幅频特性曲线和相频特性曲线分析该系统稳态响应的动力学特征,探讨系统转速和偏心质量对桨-轴系统回转振动的影响。同时基于Ansys/workbench平台建立了桨-轴系统回转振动模型并进行仿真计算,对理论分析结果进行验证。结果表明,利用单自由度受简谐激励振动模型来分析转子系统回转特性是可靠的、准确的。