撓性陀螺儀的性能分析及測試技術(shù)研究.pdf

1、陀螺儀是決定慣性導航系統(tǒng)精度的關(guān)鍵因素之一,其功能是將飛機、火箭、航母等載體的角速度、角位移等運動參數(shù)轉(zhuǎn)換為可以檢測的電流信號輸出。近幾十年來以撓性陀螺儀為代表的機電陀螺儀技術(shù)發(fā)展迅速,其中提高陀螺儀系統(tǒng)的整體性能對解決慣性導航系統(tǒng)精度低且隨時間增加而降低這一問題具有重要的意義,并成為陀螺儀技術(shù)研究的熱點。本文以提高陀螺儀系統(tǒng)整體性能為目的,以撓性陀螺儀為研究對象,對陀螺儀精確建模、性能分析、再平衡回路設(shè)計展開了研究。
　　1、提

2、高陀螺儀系統(tǒng)整體性能的首要問題是獲得陀螺儀精確參數(shù)模型。本文提出了陀螺儀參數(shù)模型辨識總體方案,以實現(xiàn)陀螺儀精確建模,并為陀螺儀表頭性能分析和再平衡回路參數(shù)設(shè)計提供依據(jù)。分析撓性陀螺儀的動力學模型以確定模型階數(shù),設(shè)計偽隨機多諧波信號作為辨識實驗的激勵信號,研究隨機模型建模方法選用ARX模型進行陀螺儀參數(shù)建模。采用模型殘差互相關(guān)分析法驗證模型的有效性,實驗結(jié)果表明模型擬合度達到95.3％。在辨識模型的基礎(chǔ)上分析陀螺儀表頭的性能,并通過對比實

3、驗和廠家提供的參數(shù)驗證陀螺儀性能分析結(jié)果的準確性和可靠性。
　　2、針對再平衡回路控制器參數(shù)不明這一問題,提出了基于精確辨識模型的再平衡回路設(shè)計方法。研究了陀螺儀控制解耦理論,推算出解耦矩陣,依據(jù)辨識結(jié)果設(shè)計回路解耦電路參數(shù),并對解耦電路進行優(yōu)化設(shè)計。針對系統(tǒng)性能設(shè)計指標,對回路的校正網(wǎng)絡(luò)進行仿真設(shè)計,結(jié)果表明校正網(wǎng)絡(luò)改善系統(tǒng)性能效果顯著。
　　3、依據(jù)系統(tǒng)的各項性能指標,設(shè)計了陀螺儀性能測試的整體方案,測試實驗主要包括:隨