基于MapleSim的離心機(jī)仿真試驗研究.pdf

1、陀螺加速度計可以通過自身對飛行器進(jìn)行定位，不依賴于GPS或是其他第三方定位系統(tǒng)，而且其精度高，定位效果好，在軍事作戰(zhàn)中起到越來越重要的作用。對陀螺加速度計誤差模型中各項系數(shù)的標(biāo)定精度決定了陀螺加速度計的精度。在重力場下進(jìn)行系數(shù)標(biāo)定測試方法簡單快捷，但受限于輸入加速度僅在1g內(nèi)變化，無法激勵出二次項系數(shù)，而二次項系數(shù)對精度起到很關(guān)鍵的作用，目前對陀螺加速度計二次項系數(shù)的標(biāo)定大都采用離心機(jī)，通過加快離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生高g值，來激勵誤差模型中

2、的二次項。所以為提高陀螺加速度計的精度，在精密離心機(jī)上對陀螺加速度計進(jìn)行的測試方法的研究尤為重要。
　　目前離心機(jī)對陀螺加速度計進(jìn)行標(biāo)定的過程都是先進(jìn)行理論分析，然后轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，用Matlab或其他基于數(shù)學(xué)模型的軟件仿真研究，再在實際中用離心機(jī)進(jìn)行測試、記錄實驗數(shù)據(jù)，再通過計算得到誤差模型中的二次項系數(shù)。整個過程耗時很長，而且受到很多實驗條件的限制，比如在國內(nèi)對離心機(jī)的研究起步較晚，從事離心機(jī)制作的單位和設(shè)備都相對較少，實際采

3、用離心機(jī)進(jìn)行測試成本較大。而為了節(jié)約時間和成本，采用Matlab/Simulink等基于數(shù)學(xué)模型的仿真軟件進(jìn)行研究時，其模型中各模塊都是通過計算得到的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，不夠形象直觀，無法反映試驗過程中的運動狀態(tài)，也不能觀察試驗對象的運動規(guī)律，缺乏更為直接、真實、可信的試驗場景模擬。這些對離心機(jī)的測試研究造成了很大困難。
　　為解決上述存在的問題，通過多方研究調(diào)查和研究分析，本文在國內(nèi)首次使用一款基于物理模型的符號運算仿真軟件——M

4、apleSim，對陀螺加速度計和離心機(jī)進(jìn)行仿真試驗技術(shù)研究。在傳統(tǒng)仿真中信號是單項傳輸，忽略掉了各模型之間的相互耦合作用。MapleSim可以很好的解決以上不足，采用基于物理模型的搭建，更符合實際物體運動規(guī)律。并且MapleSim結(jié)合曲線和3-D仿真動畫，可以直觀的觀察物體的運動規(guī)律，更有力于對系統(tǒng)的整體把握和分析。
　　本文主要分三部分。首先通過MapleSim搭建陀螺儀模型，驗證其三個基本特性在MapleSim中是真實存在的；