一种新的旋转调制捷联惯导系统 被引量：2

1

作者 伊国兴 谢阳光 +1 位作者 王常虹 赵洪亮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期261-266,共6页

随着光学陀螺等对重力加速度不敏感的陀螺器件的逐渐完善,一种源于静电陀螺的旋转调制技术备受关注,从而建立基于相对廉价的光学陀螺的高精度惯性导航系统成为可能。通过对单轴和双轴旋转调制技术原理和局限性的分析,提出了一种四陀螺... 随着光学陀螺等对重力加速度不敏感的陀螺器件的逐渐完善,一种源于静电陀螺的旋转调制技术备受关注,从而建立基于相对廉价的光学陀螺的高精度惯性导航系统成为可能。通过对单轴和双轴旋转调制技术原理和局限性的分析,提出了一种四陀螺双单轴旋转调制捷联惯导系统,并详细分析了旋转轴的不对准误差、惯性器件测量轴的不对准误差、常值漂移误差、标度因数误差对惯导系统的影响。最后通过对无旋转调制系统、单轴旋转调制系统、双轴旋转调制系统和四陀螺双单轴旋转调制系统进行仿真对比,结果证明四陀螺双单轴旋转调制系统精度性能较单轴旋转调制系统有较大提高,与双轴旋转调制系统性能相当,但系统的复杂性明显降低。 展开更多

关键词 旋转调制 四陀螺 误差补偿 捷联惯导系统

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温度对四频激光陀螺零偏的影响 被引量：23

2

作者 吴国勇 顾启泰 《光学技术》 CAS CSCD 2002年第3期198-200,共3页

讨论了温度对四频陀螺零偏的影响因素 ,通过各部件对温度冲击的响应分析了相对影响大小 ,指出可通过和频变化对零偏进行补偿 ,并以增益区、法拉第室温度进行校正。

关键词 四频激光陀螺 零偏 温度补偿

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四频差动激光陀螺中的激光稳频 被引量：13

3

作者 许光明 张斌 +2 位作者 蒋安国 黄云 袁晓东 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 2000年第1期49-50,53,共3页

本文首先分析了四频差动激光陀螺的稳频原理 ,进而讨论了各种稳频方案的优缺点 ,得出了实际应用中最佳的稳频方案 ,基于该方案的激光稳频系统在本文中得到实现 ,稳频精度提高了 1个数量级 ,优于 0 .5 MHz,减小了工作点不稳定带来的误差。

关键词 四频差动陀螺 稳频 激光陀螺

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四频激光陀螺和频与温度关系的研究 被引量：12

4

作者 吴国勇 顾启泰 《光学技术》 CAS CSCD 2002年第6期508-509,512,共3页

研究了四频激光陀螺和频与温度之间的关系。通过静态和动态实验 ,证明了和频与温度的线性关系 ,并得到了拟合直线表达式。结果表明 ,和频与温度具有较好的线性关系 ,和频可作为温度测量的计量 ,而且具有较好的重复性。由于测量频率的精... 研究了四频激光陀螺和频与温度之间的关系。通过静态和动态实验 ,证明了和频与温度的线性关系 ,并得到了拟合直线表达式。结果表明 ,和频与温度具有较好的线性关系 ,和频可作为温度测量的计量 ,而且具有较好的重复性。由于测量频率的精度较高 ,故由和频测量温度具有很高的分辨率。 展开更多

关键词 四频激光陀螺 和频 温度补偿

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四频激光陀螺脉冲细分技术 被引量：12

5

作者 黄宗升 王省书 +2 位作者 秦石乔 胡春生 胡浩军 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期33-34,共2页

文章对传统的激光陀螺整脉冲计数方法的误差进行了分析,提出了一种能精确测量陀螺输出脉冲尾数的脉冲细分方法,并对该方法进行了误差分析。在此基础上,利用脉冲细分方法采集了某型四频激光陀螺的数据。理论分析和实验表明,脉冲细分方法... 文章对传统的激光陀螺整脉冲计数方法的误差进行了分析,提出了一种能精确测量陀螺输出脉冲尾数的脉冲细分方法,并对该方法进行了误差分析。在此基础上,利用脉冲细分方法采集了某型四频激光陀螺的数据。理论分析和实验表明,脉冲细分方法的角分辨率优于0.1角秒。 展开更多

关键词 四频激光陀螺 脉冲细分 高精度角分辨率

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激光陀螺速率稳定性测试仪的设计与实现 被引量：9

6

作者 王国臣 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1524-1527,共4页

根据四频激光陀螺的输出特点,通过采用信号倍频和超高速采样滤波的数据处理方法,使其量化误差下降到0.003(″)/ms,能够实时准确地测量出转台在(0.01(°)/s,0.04(°)/s)范围内的角速率并绘出转台角速率的实时曲线,安装在转台上... 根据四频激光陀螺的输出特点,通过采用信号倍频和超高速采样滤波的数据处理方法,使其量化误差下降到0.003(″)/ms,能够实时准确地测量出转台在(0.01(°)/s,0.04(°)/s)范围内的角速率并绘出转台角速率的实时曲线,安装在转台上的被测惯性仪表就可以根据陀螺输出的角速率进行实时修正,从而降低转台角速率不稳定对被测仪表性能的影响。据此设计的激光陀螺速率稳定性测试仪对某型转台进行了实际测试,实现了以上性能指标。 展开更多

关键词 四频激光陀螺 角速率稳定性 高速采样 滤波 倍频

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四频差动激光陀螺法拉第旋光片的加工 被引量：7

7

作者 金世龙 李晓红 +1 位作者 杨开勇 刘贱平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期22-25,共4页

根据四频差动激光陀螺对法拉第旋光片的两个通光面都必须是超光滑表面且有一定夹角的使用要求,针对传统工艺必须采用光胶上盘法所带来的不利因素,提出了一种新的工艺。通过将数百个法拉第旋光片毛坯作为一个整体粘胶上盘并进行加工的方... 根据四频差动激光陀螺对法拉第旋光片的两个通光面都必须是超光滑表面且有一定夹角的使用要求,针对传统工艺必须采用光胶上盘法所带来的不利因素,提出了一种新的工艺。通过将数百个法拉第旋光片毛坯作为一个整体粘胶上盘并进行加工的方法,不仅使法拉第旋光片两通光面之间的夹角得到了很好的保证,而且还避免了光胶上盘对通光表面可能造成的损伤,最后使旋光片的两个通光面的表面质量同时得到了保证,从而使产品合格率大大提高(一盘数百个零件,两个通光表面的表面粗糙度同时优于0.08 nm(rms值)的合格率有时可达80%以上),解决了四频激光陀螺批量化生产中的一大制约因素。 展开更多

关键词 四频激光陀螺 法拉第旋光片 超光滑表面

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激光陀螺电路系统对其精度影响的实验分析 被引量：7

8

作者 王国臣 俞洁 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2873-2877,共5页

在四频激光陀螺高精度数字一体化电路的基础上,通过控制激光陀螺两臂放电电流差值、两臂电流和值、两对模式的光强差值分别按照预定程序进行精确的改变,从而得到以上参量与陀螺零漂之间的关系系数。对陀螺进行长时间的测试,根据实际工... 在四频激光陀螺高精度数字一体化电路的基础上,通过控制激光陀螺两臂放电电流差值、两臂电流和值、两对模式的光强差值分别按照预定程序进行精确的改变,从而得到以上参量与陀螺零漂之间的关系系数。对陀螺进行长时间的测试,根据实际工作中各参量的精度计算得出电路系统对激光陀螺精度的影响。实验中为保证结论的一般性,选取两个精度相差较大的激光陀螺进行实验,结果表明,在现有方式下工作的高精度数字一体化电路系统对激光陀螺精度的影响在1%以内。 展开更多

关键词 激光技术 四频激光陀螺 数字一体化电路 精度

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四频差动激光陀螺的磁效应研究及加热器件的选择 被引量：4

9

作者 袁杰 龙兴武 《应用激光》 CSCD 北大核心 1999年第4期145-147,共3页

分析了磁场对四频差动陀螺零漂的影响，并通过实验进行了定量测量，选择磁效应小的陀螺加热器件，并提出一种使磁效应很小的实验方法，使磁场的影响可以忽略。

关键词 激光陀螺 磁效应 零漂 加热器件 四频差动陀螺

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基于支持向量机辅助的四轴陀螺两级故障诊断方法 被引量：6

10

作者 胡晓强 仲训昱 +2 位作者 张霄力 彭侠夫 何荧 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1151-1156,共6页

在四轴冗余配置的惯导系统陀螺组件中,为了解决基于等价空间原理的诊断算法无法分离故障器件的问题,保证惯导系统陀螺组件的容错性能,提出一种基于支持向量机辅助的两级故障诊断方法.首先,以奇偶残差构建卡方检测量,采用广义似然比法对... 在四轴冗余配置的惯导系统陀螺组件中,为了解决基于等价空间原理的诊断算法无法分离故障器件的问题,保证惯导系统陀螺组件的容错性能,提出一种基于支持向量机辅助的两级故障诊断方法.首先,以奇偶残差构建卡方检测量,采用广义似然比法对四轴陀螺组件进行实时的故障检测;然后,构建基于小波包变换与支持向量机的故障分类器,分析陀螺器件输出信号的能量特征,对传感器的运行状态进行判定;最后,结合广义似然比法的检测结果与故障分类器的输出,对四轴陀螺组件的故障进行判别,诊断系统故障源.仿真结果表明:所提方法能够快速准确地识别故障器件;在最小冗余配置条件下,保证了惯性系统陀螺组件一次故障正常工作的容错能力. 展开更多

关键词 支持向量机 四轴陀螺 惯性导航系统 故障诊断

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四频激光陀螺高低温过程中零漂振荡的分析 被引量：5

11

作者 王国臣 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期2037-2040,共4页

四频激光陀螺在高低温实验中的零漂变化非常复杂,温度单方向变化时零漂会呈振荡形式,这是四频激光陀螺温度效应中一个难以解释和解决的难题。在常温下改变四频激光陀螺的放电电流来模拟变温过程中光强的变化,发现零漂随光强的变化也呈... 四频激光陀螺在高低温实验中的零漂变化非常复杂,温度单方向变化时零漂会呈振荡形式,这是四频激光陀螺温度效应中一个难以解释和解决的难题。在常温下改变四频激光陀螺的放电电流来模拟变温过程中光强的变化,发现零漂随光强的变化也呈现出振荡形式。从而得知,导致四频激光陀螺变温过程中零漂振荡的一个主要因素是温度单方向变化导致光强的变化,而光强的变化导致零漂的改变。如果四频激光陀螺的光强能够在高低温实验中保持不变,则零漂在高低温变化中的剧烈振荡会得到有效的抑制。通过光强稳定控制下的高低温实验,证明以上结论是正确的。 展开更多

关键词 四频激光陀螺 高低温 零漂 光强 振荡

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四频激光陀螺不同工作模式下零漂的高低温性能分析 被引量：5

12

作者 王国臣 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2295-2298,共4页

四频激光陀螺光强稳定控制后两种不同模式下的零漂在高低温实验中表现出非常明显的差异,其中一种模式的零漂在温度单方向变化时存在一定的振荡,而另一种模式的零漂与温度基本上是线性关系,并且具有良好的重复性。针对这一现象,根据四频... 四频激光陀螺光强稳定控制后两种不同模式下的零漂在高低温实验中表现出非常明显的差异,其中一种模式的零漂在温度单方向变化时存在一定的振荡,而另一种模式的零漂与温度基本上是线性关系,并且具有良好的重复性。针对这一现象,根据四频激光陀螺的基本理论,分析得出导致这种高低温下不同模式零漂随温度变化不同的主要物理根源可能是差损零漂项和恒磁偏频零漂项随温度变化关系的不同。同时指出四频激光陀螺如果采用温度补偿来提高其精度,则温补系数必须在实际使用的模式下确定才有意义。 展开更多

关键词 四频激光陀螺 高低温 零漂 不同模式 振荡

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四频激光陀螺性能与室温的相关性研究 被引量：6

13

作者 王国臣 杨建强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1058-1061,共4页

室温条件下温度对四频激光陀螺零漂的影响非常复杂,为尝试定性找出温度影响陀螺零漂的机理,对室温下陀螺零漂、表面温度、两路信号的光强差及光强和、两臂放电电流差以及和频进行实时监控测试,通过分析计算各个参数与温度的相关系数,得... 室温条件下温度对四频激光陀螺零漂的影响非常复杂,为尝试定性找出温度影响陀螺零漂的机理,对室温下陀螺零漂、表面温度、两路信号的光强差及光强和、两臂放电电流差以及和频进行实时监控测试,通过分析计算各个参数与温度的相关系数,得出以下结论:四频激光陀螺各个参数与温度的相关系数随陀螺运行时间的长短而不同,并且陀螺各参数与温度相关系数的逐次偏差也较大,陀螺室温下的温度补偿对四频激光陀螺性能的改善十分有限;室温下和频与温度具有较好的线性关系,但线性比例系数是变化的。 展开更多

关键词 四频激光陀螺 零漂 光强和差 放电电流差 和频

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四轴陀螺稳定平台的变结构分区控制 被引量：5

14

作者 李海霞 高钟毓 +1 位作者 张嵘 韩丰田 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1023-1028,共6页

为使四轴陀螺稳定平台适应运载体全纬度、全姿态工作的要求,从运动学角度分析了四框架轴控制信号的特点。将陀螺输出信号及框架角传感器信号组合形成观测变量,给出选择不同组合时控制信号的配置方案。该方案采用完整的观测矩阵形式,可... 为使四轴陀螺稳定平台适应运载体全纬度、全姿态工作的要求,从运动学角度分析了四框架轴控制信号的特点。将陀螺输出信号及框架角传感器信号组合形成观测变量,给出选择不同组合时控制信号的配置方案。该方案采用完整的观测矩阵形式,可准确计算中框轴、外框轴控制信号,补偿回路增益的变化。结合避免框架锁定的要求及实际电动机驱动力矩有限的条件,提出了中框轴、外框轴的分区变结构控制方案。基于Simulink的计算结果表明:该控制方案完全避免了框架锁定且切换过程平稳,为在载体全纬度、全姿态工作的条件下实现台体的惯性空间稳定提供了必要保障。 展开更多

关键词 四轴陀螺稳定平台 变结构控制 框架锁定 分区控制 观测矩阵

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四轴陀螺稳定平台分区离散变结构控制策略及优化方法 被引量：1

15

作者 魏宗康 高荣荣 《飞控与探测》 2023年第4期1-9,共9页

为了有效提高四轴陀螺稳定平台伺服系统全姿态控制精度,针对变结构分区控制过程中台体大角度晃动问题,提出一种优化的四轴陀螺稳定平台控制回路分区离散变结构控制策略。在分析四轴平台框架系统运动学方程的基础上,给出了随动式分区离... 为了有效提高四轴陀螺稳定平台伺服系统全姿态控制精度,针对变结构分区控制过程中台体大角度晃动问题,提出一种优化的四轴陀螺稳定平台控制回路分区离散变结构控制策略。在分析四轴平台框架系统运动学方程的基础上,给出了随动式分区离散变结构控制策略,通过分析执行机构与被控角速度之间的相关程度,对随动式分区离散变结构控制策略进行优化。为了进一步减小变换区域时的切换扰动,在随动式分区离散变结构控制基础上提出一种稳定式分区离散变结构控制方法,对变结构区域进行了整合和优化,有效避免了运动状态在不同区域之间切换造成的台体晃动。仿真结果表明,随动式分区离散变结构控制策略优化前后相比,X方向台体晃动角速度减小63.5%,Y方向台体晃动角速度减小84.5%;稳定式分区离散变结构控制策略优化前后相比,X方向台体晃动角速度减小29.0%,Y方向台体晃动角速度减小57.3%,有效减小了平台台体在变结构控制切换过程中的晃动,提高了控制精度。 展开更多

关键词 四轴陀螺稳定平台 伺服回路解耦 变结构控制 分区控制 区域优化

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基于FPGA的四频激光陀螺高分辨率计数电路 被引量：5

16

作者 汪之国 王飞 胡绍民 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期30-31,共2页

为了减小激光陀螺计数电路的量化误差,从频域的角度对减小量化误差的快速滤波法进行了简单分析,并用现场可编程逻辑阵列(FPGA)器件设计了高分辨率计数电路。对某型四频陀螺的测试结果表明当计数电路输出信号周期为0.4ms时分辨率优于0.0... 为了减小激光陀螺计数电路的量化误差,从频域的角度对减小量化误差的快速滤波法进行了简单分析,并用现场可编程逻辑阵列(FPGA)器件设计了高分辨率计数电路。对某型四频陀螺的测试结果表明当计数电路输出信号周期为0.4ms时分辨率优于0.01个脉冲,如果采用更高端的FPGA芯片和更高的采样率,性能指标还有较大的提升余地。所设计的高分辨率计数电路对四频陀螺的测量分辨率优于0.01脉冲、带宽大于1 KHz,可应用于快速跟踪、定向定位等系统中。 展开更多

关键词 激光技术 四频激光陀螺 快速滤波 测角分辨率 FPGA

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四轴陀螺组件突变故障的检测与隔离 被引量：4

17

作者 胡晓强 张霄力 彭侠夫 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期214-219,272,共7页

针对基于等价空间原理的传统诊断算法无法实现捷联惯导四轴陀螺组件故障分离的问题,本文提出了基于广义似然比法和斜率突变检测相结合的故障检测与隔离方法。分析对比了2种四轴陀螺冗余配置方案的量测性能与故障检测性能;以奇偶残差构... 针对基于等价空间原理的传统诊断算法无法实现捷联惯导四轴陀螺组件故障分离的问题,本文提出了基于广义似然比法和斜率突变检测相结合的故障检测与隔离方法。分析对比了2种四轴陀螺冗余配置方案的量测性能与故障检测性能;以奇偶残差构建卡方检测量,采用广义似然比法对四轴陀螺组件进行故障检测;引入最小二乘方法拟合陀螺输出斜率,通过陀螺输出数据的斜率变化定位故障陀螺,并记录故障信息,实现系统重构。通过仿真验证证明:所提出的方法可以快速准确的识别故障器件,保证惯性系统陀螺组件的可靠性。 展开更多

关键词 捷联惯导 四轴陀螺组件 故障诊断 系统重构 奇偶残差 广义似然比法 信号分析 斜率突变检测

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微谐振陀螺仪从半球到平面的演变

18

作者 谷留涛 张卫平 +3 位作者 崔峰 吴雨婷 范重阳 卢浩琳 《半导体光电》 CAS 北大核心 2022年第6期1011-1019,共9页

微谐振陀螺仪是一种固体波动陀螺,常采用微纳制造工艺进行加工,具有小体积、高性能、低功耗、批量化等特点。自1975年世界上第一个半球谐振陀螺诞生以来,微谐振陀螺的谐振子拓扑结构经历了三维结构到二维结构的演变。文章以拓扑结构的... 微谐振陀螺仪是一种固体波动陀螺,常采用微纳制造工艺进行加工,具有小体积、高性能、低功耗、批量化等特点。自1975年世界上第一个半球谐振陀螺诞生以来,微谐振陀螺的谐振子拓扑结构经历了三维结构到二维结构的演变。文章以拓扑结构的发展脉络为主线,对微谐振陀螺的发展过程进行了梳理和总结,最后对目前存在的问题进行了分析,对未来的发展进行了展望。 展开更多

关键词 微谐振陀螺仪 微谐振器 半球陀螺仪 环形陀螺仪 四质量块陀螺仪

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ESO增强四轴平台伺服系统抗扰能力的研究 被引量：2

19

作者 李海霞 高钟毓 +1 位作者 张嵘 韩丰田 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期182-187,共6页

四轴陀螺稳定平台在动基座上工作时,具有不可预知快变参考角度输入及动态干扰力矩的作用,严重影响系统控制精度。由此,在稳定回路中引入扩张状态观测器,以角位置跟踪误差作为观测输入,实时观测参考输入角加速度及干扰力矩并实施前馈补偿... 四轴陀螺稳定平台在动基座上工作时,具有不可预知快变参考角度输入及动态干扰力矩的作用,严重影响系统控制精度。由此,在稳定回路中引入扩张状态观测器,以角位置跟踪误差作为观测输入,实时观测参考输入角加速度及干扰力矩并实施前馈补偿;同时在观测器输入端引入低通滤波环节,兼顾饱和等非线性环节作用下的系统稳定性。仿真及试验结果表明:采用以上方案可在不可预知快变角度输入、干扰力矩等因素的共同作用下,更好地实现平台的惯性空间稳定,且系统实现简单,对解决机电控制系统的类似问题具有借鉴作用。 展开更多

关键词 四轴陀螺稳定平台 耦合力矩 扩张状态观测器 前馈控制 干扰补偿

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基于激光陀螺的稳定平台控制 被引量：2

20

作者 贾宏进 秦石乔 +2 位作者 胡浩军 张宝东 战德军 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第5期538-542,共5页

针对舰载双轴稳定平台的控制技术研究,选用四频激光陀螺作为惯性角传感器,通过扫频辨识出控制对象的传递函数,再利用滞后型频率特性补偿器进行频率校正,设计出了速度与位置双闭环的伺服稳定控制系统。对设计的双轴激光陀螺稳定平台系统... 针对舰载双轴稳定平台的控制技术研究,选用四频激光陀螺作为惯性角传感器,通过扫频辨识出控制对象的传递函数,再利用滞后型频率特性补偿器进行频率校正,设计出了速度与位置双闭环的伺服稳定控制系统。对设计的双轴激光陀螺稳定平台系统进行了仿真计算和实验测量,仿真与实验结果比较一致,主要参数为:设计的稳定平台控制系统静态力矩刚度达到了7.852×107 N.m/rad,阶跃响应的上升时间为30 ms,调整时间为150 ms,超调量为12%;当载体基座以幅值为17.661°、频率为0.437 Hz的正弦角速度扰动时,速度环稳定误差优于±0.05(°)/s,位置环稳定误差优于±3″。 展开更多

关键词 稳定平台 伺服控制 四频激光陀螺 频率校正 静态力矩刚度

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