学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

激光陀螺捷联惯性测量装置误差补偿研究

作　者: 刘兆梅
导　师: 吕鸣；张亚平
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 控制工程
关键词: 激光陀螺捷联惯性测量装置温度补偿技术圆锥误差补偿
分类号: V241.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 205次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本论文以弹载IMU的研制任务为背景,为实现某机械抖动激光陀螺捷联惯性测量装置在宽温度工作环境内快速启动、能够抗振动冲击等恶劣力学环境且高精度的设计要求,对系统中惯性器件温度误差补偿、系统动态误差补偿等关键技术进行了重点研究。本文首先根据该激光惯组的工作原理和组成,对其中惯性器件机械抖动激光陀螺和石英挠性加速度计分别进行了原理分析和误差分析,给出了激光陀螺捷联惯组的数学模型。针对该机械抖动激光陀螺捷联惯性测量装置在宽温度工作环境内快速启动的设计要求,分析了激光惯组中惯性器件进行温度误差补偿的必要性,介绍了激光陀螺的零偏温度建模和温度补偿方法及补偿后的试验验证、加速度计I/F转换电路的温度补偿方法和补偿效果试验验证、加速度计的静态温度模型辨识及其温度误差软件补偿方法和补偿效果试验验证。温补效果试验验证结果表明补偿后的惯组输出精度有了显著提高,满足了设计要求。针对该机械抖动激光陀螺捷联惯性测量装置能够抗振动、冲击等恶劣力学环境且高精度的设计要求,首先从圆锥运动的产生、圆锥运动在导航解算中引起的误差、高动态环境下的圆锥误差等方面进行了激光惯组圆锥误差机理的分析,对圆锥误差补偿算法进行了原理推导,设计了基于旋转矢量法的补偿算法,最后通过静态导航试验、随机振动试验和导航精度分析验证了动态误差补偿后的补偿效果,提高了产品的精度,满足了激光惯组的设计要求。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章绪论  8-13
  1.1 论文研究背景、意义及课题来源  8
  1.2 惯性技术的发展概况  8-10
    1.2.1 惯性技术的研究  8-9
    1.2.2 地空导弹的惯性制导技术  9-10
  1.3 激光陀螺的发展状况  10-11
  1.4 激光陀螺捷联系统现状  11
  1.5 论文的主要研究内容及结构安排  11-13
第二章激光捷联惯性测量装置原理及误差源  13-26
  2.1 激光陀螺捷联惯性测量装置原理及组成  13-15
  2.2 激光陀螺的原理及误差效应  15-21
    2.2.1 激光陀螺的工作原理  15-18
    2.2.2 激光陀螺的特点  18-19
    2.2.3 激光陀螺的误差效应  19-21
      2.2.3.1 零点漂移  20
      2.2.3.2 标度因数误差  20-21
      2.2.3.3 闭锁效应  21
  2.3 加速度计的原理及误差  21-24
    2.3.1 石英挠性加速度计组成  22-23
    2.3.2 石英挠性加速度计工作原理  23-24
    2.3.3 石英挠性加速度计的误差  24
  2.4 激光惯组中惯性器件温度补偿的必要性  24-25
  2.5 激光惯组动态误差补偿的必要性  25
  2.6 本章小结  25-26
第三章激光惯组中惯性器件温度误差补偿设计  26-44
  3.1 陀螺通道温度补偿研究  26-32
    3.1.1 温度对激光陀螺的影响分析  26-27
    3.1.2 陀螺通道误差模型  27
    3.1.3 陀螺零漂温度建模  27-29
    3.1.4 补偿方式  29-30
      3.1.4.1 温度扫描  29
      3.1.4.2 温度标定  29-30
      3.1.4.3 补偿方式  30
    3.1.5 陀螺通道补偿前后对比  30-32
  3.2 加速度计通道温度补偿研究  32-43
    3.2.1 温度对加速度计通道的影响分析  32-33
    3.2.2 加速度计通道误差模型  33-34
    3.2.3 I/F 转换电路补偿  34-36
      3.2.3.1 I/F 转换电路补偿方法  34-35
      3.2.3.2 I/F 转换电路温度试验  35
      3.2.3.3 I/F 转换电路温度补偿效果验证  35-36
    3.2.4 加速度计补偿方法  36-37
      3.2.4.1 温度扫描  36
      3.2.4.2 温度标定  36-37
    3.2.5 加速度计温度模型辨识  37-42
    3.2.6 加速度计通道补偿效果验证  42-43
  3.3 本章结论  43-44
第四章动态误差补偿方法研究  44-60
  4.1 圆锥误差机理研究  44-46
    4.1.1 圆锥运动的产生  44
    4.1.2 圆锥运动在导航解算中引起的误差  44-45
    4.1.3 高动态环境下的圆锥误差  45-46
  4.2 圆锥误差补偿算法设计  46-49
    4.2.1 圆锥误差补偿算法  46
    4.2.2 原理推导  46-47
    4.2.3 算法设计  47-49
  4.3 圆锥误差补偿算法验证  49-56
    4.3.1 静态导航试验  49-51
    4.3.2 随机振动试验  51-54
    4.3.3 导航精度分析  54-56
  4.4 旋转对加表的影响及补偿试验  56-59
    4.4.1 旋转对加表的影响分析  56-57
    4.4.2 旋转对加表的影响补偿  57-59
  4.5 本章小结  59-60
第五章全文的总结与展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-64
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  64

激光陀螺捷联惯性测量装置误差补偿研究

内容摘要

全文目录

相似论文