检索结果-南通市图书馆

作者：赵振昊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

动力调谐陀螺仪是继液浮和气浮陀螺之后,获得广泛应用的新型精密陀螺仪。它因具有体积小、重量轻、启动时间短、寿命长、可靠性高等优点,而被成功地应用于航天、航空、航海等诸多领域,其工作精度对能否准确导航起着至关重要的作用,因而... 详细信息

动力调谐陀螺仪是继液浮和气浮陀螺之后,获得广泛应用的新型精密陀螺仪。它因具有体积小、重量轻、启动时间短、寿命长、可靠性高等优点,而被成功地应用于航天、航空、航海等诸多领域,其工作精度对能否准确导航起着至关重要的作用,因而受到了越来越多的关注。目前对动力调谐陀螺仪误差机理的分析和对误差模型高精度的辨识正日益受到人们的重视。本文首先对动力调谐陀螺仪内部气体介质的运动作了一定的研究,应用纳维-斯托克斯方程式分析了它在陀螺仪转子前端面及半径方向所形成的扰动力矩,并为减小扰动力矩对陀螺仪工作精度的影响给出了相应的方法。然后,根据相关的回归设计理论和最优准则,给出利用三轴转台针对动力调谐陀螺仪高阶误差模型的辨识计划,针对其3阶静态误差模型,给出在降秩为1条件下符合D-最优准则的单球面位置翻滚试计划和低速率试验计划;而针对其3阶动态误差模型,建立了三轴转台各轴独立的匀角速率与其在内环轴上激励出交变的角速率和角加速度的关系,并据此给出了恒定速率比匀角速率试验设计和变速率比匀角速率试验设计。做到了在对陀螺仪一次安装的前提下,准确地标定出动力调谐陀螺仪静态和动态的误差系数。[12]20最后,通过软件对所提出的试验计划进行仿真,验证了计划的有效性,同时应用最小二乘估计和D-最优准则等相关理论,将相关几种试验计划作了对比,并讨论了相关因素对辨识效果的影响。

关键词：动力调谐陀螺仪误差模型三轴转台辨识

动力调谐陀螺仪力反馈回路优化设计与仿真分析

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动力调谐陀螺仪力反馈回路优化设计与仿真分析

作者：刘保增哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

动力调谐陀螺仪是惯导系统中应用最广泛的陀螺之一,它敏感运动物体相对于惯性空间的角运动。力反馈回路对陀螺的工作是至关重要的,它不仅是测量回路,更是一个控制回路,它的精度决定陀螺的使用精度。因此力反馈回路的精度是影响惯性导航... 详细信息

动力调谐陀螺仪是惯导系统中应用最广泛的陀螺之一,它敏感运动物体相对于惯性空间的角运动。力反馈回路对陀螺的工作是至关重要的,它不仅是测量回路,更是一个控制回路,它的精度决定陀螺的使用精度。因此力反馈回路的精度是影响惯性导航系统的关键。随着科学技术的发展和计算机控制的普及,模拟力反馈回路在温度影响和非线性误差大的缺点逐渐显示出来。为了使力反馈回路具有更高的动静态品质指标,和更好的抗干扰性,本文设计了数字力反馈回路,主要内容包括:首先,详细介绍动力调谐陀螺仪的结构和工作原理,重点介绍陀螺仪的信号器和力矩器结构的原理和分析误差产生原因及相应的解决方法。然后,推导出动调陀螺的动力学模型,研究陀螺仪的耦合情况,利用对角阵解耦法推导出控制、输出解耦矩阵。其次,由于数字信号处理器TMS320F2812控制精度高、速度快、集成度高、算法实现方便等优点,所以选择TMS320F2812作为数字力反馈系统的处理器,搭建了系统硬件平台。再次,结合陀螺仪特性和数字力反馈回路的设计理论,考虑到转子端面跳动、采样频率、量化误差、数据分辨率以及回路增益的选择与分配等约束条件,设计了信号的放大、相敏解调、滤波、A/D和二元脉冲调宽电路。最后,在硬件平台基础上,设计了系统软件,并把fuzzy-PID引入系统,并且对系统的功能进行仿真。通过查询模糊规则表,在线调整PID参数数值,最后仿真和数据测试证明fuzzy-PID控制算法的有效性。

关键词：动力调谐陀螺仪力反馈回路二元调宽模糊PID控制器数字信号处理器

动力调谐陀螺仪寿命试验系统的数据处理与分析

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动力调谐陀螺仪寿命试验系统的数据处理与分析

作者：李爽西安电子科技大学

学位级别：硕士

计算机与信息技术的发展给人类社会带来了巨大的变化与影响。关系数据库技术近年来被普遍采用,新型与强大的数据库系统的悄然兴起,使得被收集并存储在众多数据库中的数据正在快速增长,而这些庞大的数据库已对人类的处理和分析理解能力... 详细信息

计算机与信息技术的发展给人类社会带来了巨大的变化与影响。关系数据库技术近年来被普遍采用,新型与强大的数据库系统的悄然兴起,使得被收集并存储在众多数据库中的数据正在快速增长,而这些庞大的数据库已对人类的处理和分析理解能力提出了严峻的挑战,为有效解决这一问题,数据处理与分析技术逐步发展起来。本文研究了数据处理中的小波分析理论以及数据分析中的主成分分析和聚类分析理论,从理论上分析了这些数据处理与分析方法对于数据的消噪、降低数据维数以及找到数据中的突变点的重要作用,并对动力调谐陀螺仪的运行数据的数据样本进行了处理和分析。通过对动力调谐陀螺仪运行数据的小波阈值去噪,不但去除了掺杂在采样信号中的噪声,而且保留了原信号很多重要信息;通过主成分分析,大大降低了该数据的维数;通过聚类分析,根据数据相似度的不同,将正常运行数据和一些有小突变的数据区分开来,以分析陀螺仪当前的运行状态。

关键词：动力调谐陀螺仪寿命试验数据处理数据分析

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动力调谐陀螺仪再平衡回路的H∞控制器设计

动力调谐陀螺仪再平衡回路的H∞控制器设计

作者：张媛哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

陀螺仪是惯性导航系统中的重要测量元件，它敏感运动体相对于惯性空间的角运动。动力调谐陀螺仪是目前应用最广泛的陀螺之一。再平衡回路与动力调谐陀螺仪一起构成捷联式惯性系统的角速度敏感仪表。传统的控制方法在动力调谐陀螺仪再平... 详细信息

陀螺仪是惯性导航系统中的重要测量元件，它敏感运动体相对于惯性空间的角运动。动力调谐陀螺仪是目前应用最广泛的陀螺之一。再平衡回路与动力调谐陀螺仪一起构成捷联式惯性系统的角速度敏感仪表。传统的控制方法在动力调谐陀螺仪再平衡回路中的应用已取得了较好的控制效果，但随着航空航天技术和现代战争的发展，对该控制系统，不仅要求具有更高的动、静态品质指标，还必须保证具有更好的抗干扰性和鲁棒性，为此在动力调谐陀螺仪的再平衡回路中引入H控制。本文以动力调谐陀螺仪的再平衡回路为控制对象进行设计研究，应用混合灵敏度H控制原理进行了回路控制系统设计。主要内容包括：首先，建立了动力调谐陀螺仪的数学模型，通过对陀螺仪再平衡回路进行的性能分析和解耦运算，确立了闭环回路的简化数学模型。其次，利用传统的频域控制方法对动力调谐陀螺仪再平衡回路中的校正网络进行了设计。最后，应用混合灵敏度也控制方法对再平衡回路系统设计了H控制器，并对所设计的控制器的稳定性、抗干扰性、鲁棒性等进行了仿真分析。结果表明，所设计的控制器具有良好的抑制扰动和跟踪性能，从而说明了控制器的有效性。与系统的频域控制仿真结果比较表明，运用混合灵敏度控制理论设计回路控制器是一种更有效的设计方法。

关键词：动力调谐陀螺仪再平衡回路 H∞控制器混合灵敏度

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动力调谐陀螺仪智能测试系统设计

动力调谐陀螺仪智能测试系统设计

作者：孙建天津大学

学位级别：硕士

动力调谐陀螺仪作为一种惯性级精密仪表己被广泛应用于航天航空、舰船潜艇、地下勘探等领域。它用于测量物体相对于惯性空间的角速度信号,是惯性导航系统中十分重要的测量元件,比其他类型陀螺仪技术更成熟,成本更低廉。再平衡回路作为... 详细信息

动力调谐陀螺仪作为一种惯性级精密仪表己被广泛应用于航天航空、舰船潜艇、地下勘探等领域。它用于测量物体相对于惯性空间的角速度信号,是惯性导航系统中十分重要的测量元件,比其他类型陀螺仪技术更成熟,成本更低廉。再平衡回路作为陀螺仪的控制器,其性能优劣直接决定着系统的测量精度、工作范围等。陀螺仪需要配备高精度的再平衡回路才能正常工作。由于受到制造、加工精度等因素的限制,各陀螺仪的实际结构参数与设计参数不尽一致,需要配备的再平衡回路的控制参数也略有差别。再平衡回路的制作需要专业人员花费大量时间进行电路和陀螺的一对一联调,制约着陀螺的批量化生产。而且随着使用时间的积累,陀螺仪自身特性也会发生变化,要想保证精度也需要调整控制参数。针对这一现状,本文提出了一种基于模型辨识的陀螺仪控制设计方案。以陀螺仪理论模型为指导,综合虚拟仪器技术,搭建以计算机和数据采集系统为平台的陀螺仪辨识、控制系统。设计适合模型参数辨识的激励信号,辨识得到陀螺仪的模型参数,并对辨识结果进行评估。然后进行控制设计仿真,得到满足性能要求的控制参数,生成控制器并用某型动力调谐陀螺仪进行验证。此外还搭建了陀螺仪参数测试系统,通过对转台、陀螺三相电源等设备的程控,配合数据采集系统,实现了陀螺漂移、标度因数等参数的一键测量。

关键词：动力调谐陀螺仪系统辨识控制设计

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动力调谐陀螺仪数字再平衡回路的设计

动力调谐陀螺仪数字再平衡回路的设计

作者：汤继兵哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

陀螺仪是惯性导航系统中的重要测量元件，其性能的好坏在整个系统中起着关键性的作用。动力调谐陀螺仪(Dynamically Tuned Gyroscope)是采用挠性接头支撑转子的二自由度陀螺仪，用于敏感载体的角速度。动力调谐陀螺仪具有的中高精度、... 详细信息

陀螺仪是惯性导航系统中的重要测量元件，其性能的好坏在整个系统中起着关键性的作用。动力调谐陀螺仪(Dynamically Tuned Gyroscope)是采用挠性接头支撑转子的二自由度陀螺仪，用于敏感载体的角速度。动力调谐陀螺仪具有的中高精度、成本低廉的特点，使其在导弹、航空、航天、航海等军事和民用领域被广泛使用，是目前应用最广泛的陀螺之一。陀螺仪使用时需要再平衡回路的配合，两者一起实现角速度测量功能，因此设计高精度的再平衡回路具有非常重要的意义。本文通过分析模拟再平衡回路和数字再平衡回路的特点以及对比两者的优劣。为了克服模拟再平衡回路在控制补偿和温度补偿方面的不足，提高再平衡回路的动静态品质指标，实现更高的可靠性和抗干扰性，研究了再平衡回路的数字化控制和实现方法。本文主要内容包括： 1.详细介绍动力调谐陀螺仪的结构和工作原理。然后，推导出陀螺仪的动力学模型及其开环传递函数模型，研究陀螺仪的耦合情况，推导了再平衡回路的解耦控制模型，利用对角阵解耦法推导出控制解耦矩阵。 2.实现陀螺仪模型解耦的基础上，利用经典的频域控制理论和设计方法对动力调谐陀螺仪再平衡回路的控制器进行了设计。为了提高系统的动态响应特性，设计了最小拍控制器，并进行了MATLAB系统仿真验证，从而实现了时间最优控制。 3.充分考虑采样频率选择、减小量化误差、提高分辨率以及回路增益的选择与分配等约束条件，设计并实现了动力调谐陀螺数字控制系统，包括前置放大、相敏解调、滤波、A/D、D/A电路设计以及选择TMS320F2812DSP作为数字控制器实现基础的数字电路设计，通过DSP控制A/D转换电路的采样和D/A输出实现陀螺进动。 4.在硬件平台构架的基础上，设计了系统控制软件的结构及程序流程，设计了中断方式A/D采集数据程序，并调试通过。最后进行了整个系统的性能测试。

关键词：动力调谐陀螺仪再平衡回路解耦数字控制

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动力调谐陀螺仪角度传感器的设计

动力调谐陀螺仪角度传感器的设计

作者：杨旭光天津大学

学位级别：硕士

角度传感器是陀螺仪中的重要部件,其功能是将陀螺转子的角位移转换成可以测量的电信号。近些年来传感器技术发展迅速,但限于动力调谐陀螺仪的结构特点,变气隙式电感传感器作为陀螺仪的信号传感器仍然是一种理想的选择,其具有结构简单可... 详细信息

角度传感器是陀螺仪中的重要部件,其功能是将陀螺转子的角位移转换成可以测量的电信号。近些年来传感器技术发展迅速,但限于动力调谐陀螺仪的结构特点,变气隙式电感传感器作为陀螺仪的信号传感器仍然是一种理想的选择,其具有结构简单可靠、输出阻抗小、输出功率大、对工作环境要求不高,稳定性好,分辨率高等优点,目前在动力调谐陀螺仪中得到了普遍应用。本文首先对电感传感器的不同种类进行了对比,根据陀螺仪的结构特性阐述了陀螺仪用电感传感器的选用原则,着重对变气隙式电感传感器进行了分析,对陀螺仪用传感器的结构、测量电路以及误差分别进行了分析。本课题根据设计指标,经过反复计算,给出了详细的结构设计和电磁设计方案,对传感器的信号测量电路进行了设计,并应用Ansys有限元分析软件对传感器的磁场进行了仿真,得到了传感器的空间磁通密度分布图,直观的观察了气隙及其边缘处的磁通密度分布情况。根据设计方案,结合生产工艺,依托外协工厂加工,完成了零部件的加工与装配,对传感器的零位进行了调整,并对传感器进行了标定。最终,完成陀螺仪整体的装配,应用数据采集卡,单轴精密转台,对陀螺仪进行了随机漂移测试,测试结果表明设计合理,达到了陀螺仪总体设计指标。

关键词：电感传感器动力调谐陀螺仪电感线圈磁路有限元漂移测试

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动力调谐陀螺仪闭环辨识研究

动力调谐陀螺仪闭环辨识研究

作者：王亚辉天津大学

学位级别：硕士

陀螺仪的测量精度制约着惯性导航技术的发展。为提高陀螺仪的测量精度及可靠性、实现陀螺仪的在线监测、促进惯导技术的发展,需要充分了解利用陀螺仪的模型,本文采用系统辨识的方法对陀螺模型进行深入研究和分析。在获取动力调谐陀螺仪... 详细信息

陀螺仪的测量精度制约着惯性导航技术的发展。为提高陀螺仪的测量精度及可靠性、实现陀螺仪的在线监测、促进惯导技术的发展,需要充分了解利用陀螺仪的模型,本文采用系统辨识的方法对陀螺模型进行深入研究和分析。在获取动力调谐陀螺仪闭环简化模型等先验知识后,通过改进智能分析系统获取更加可靠地数据,然后将改进极大似然法和正交分解子空间法用于动力调谐陀螺仪的闭环辨识并进行了实验验证。文章主要内容如下:1、首先,根据陀螺仪表头结构和动力学方程得到陀螺开环模型,通过控制解耦及在频域上简化再平衡回路,获得陀螺仪的低阶闭环简化模型。接着,分析了陀螺仪闭环系统中固有有色噪声的特点。最后,设计了适用于本课题的激励信号多谐差相信号。2、搭建了动力调谐陀螺仪智能分析系统,改进了实时控制回路。通过优化前置放大器,功率放大器及数据采集环节获取更高精度的辨识数据;通过搭建基于FPGA/DSP的数字信号处理环节,大大提高数据处理速度及电路控制的实时性;为动力调谐陀螺仪的闭环辨识获得更加可靠的数据提供了良好的实验条件。3、详细介绍了基于改进极大似然法(BJRML)及正交分解子空间法动力调谐陀螺仪闭环辨识法的原理、步骤、难点及数值分析并进行了上述两种方法的闭环辨识实验,获得了较高精度的辨识结果,基本实现陀螺仪的在线监测并将辨识结果用于陀螺仪的故障诊断,数字再平衡回路的硬件生成等领域,更好地指导陀螺仪的设计、生产及工作,提高陀螺仪的精度。

关键词：动力调谐陀螺仪闭环辨识实时控制回路改进极大似然法正交分解子空间法

动力调谐陀螺仪再平衡回路的数字控制器的设计与分析

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动力调谐陀螺仪再平衡回路的数字控制器的设计与分析

作者：肖琦哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

动力调谐陀螺仪是惯性系统中敏感载体角速度的重要的测量元件。其研究重点主要放在提高精度、动态性能和工作寿命,减少噪音与功耗,实现小型化和陀螺线路一体化。与此相适应,动力调谐陀螺仪再平衡技术也得到了相应发展。由于模拟再平衡... 详细信息

动力调谐陀螺仪是惯性系统中敏感载体角速度的重要的测量元件。其研究重点主要放在提高精度、动态性能和工作寿命,减少噪音与功耗,实现小型化和陀螺线路一体化。与此相适应,动力调谐陀螺仪再平衡技术也得到了相应发展。由于模拟再平衡回路温度、非线性、后级数字采样误差大和调试不方便的缺点逐渐暴露。为了使再平衡回路具有更高的动静态品质指标、更好的抗干扰性、灵活的参数整定和数据采集方法,因此本文研究数字再平衡回路。本文主要内容包括:1.从动力调谐陀螺仪的数学模型入手,研究陀螺仪的耦合情况,利用对角阵解耦法推导出控制、输出解耦阵。为了提高系统的动态响应特性,设计了数字最小拍控制器。2.设计了基于NiosⅡ软核的高性能SOPC数字控制器,包括外围组件参数设定和Avalon总线转换IP,并在Cyclone系列FPGA上调试验证通过。3.结合数字再平衡回路的设计理论,根据动力调谐陀螺仪的力矩器进动特点和信号器信号的频带、动态范围、数据分辨率以及跳动干扰特性等约束条件,确定回路增益,设计了信号的放大、相敏解调、滤波、A/D和D/A电路。4.在硬件平台构架的基础上,设计了中断方式A/D采集数据程序和系统主程序流程,并调试通过。

关键词：动力调谐陀螺仪数字再平衡回路解耦 NiosⅡ

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动力调谐陀螺仪数字再平衡回路的设计

动力调谐陀螺仪数字再平衡回路的设计

作者：刘冬天津大学

学位级别：硕士

作为惯性导航系统中重要的测量装置,陀螺仪用于敏感运动物体相对惯性空间的角运动。动力调谐陀螺仪具有结构简单、可靠性高、成本低、功耗低等优点,广泛应用于航天、航空、航海等各个领域中。动力调谐陀螺仪与再平衡回路一起构成角速度... 详细信息

作为惯性导航系统中重要的测量装置,陀螺仪用于敏感运动物体相对惯性空间的角运动。动力调谐陀螺仪具有结构简单、可靠性高、成本低、功耗低等优点,广泛应用于航天、航空、航海等各个领域中。动力调谐陀螺仪与再平衡回路一起构成角速度测量装置。再平衡回路性能的优劣直接决定了系统的测量、控制精度以及整体性能。随着惯性导航系统应用范围的扩大以及各项指标要求的不断提高,现阶段广泛使用的模拟再平衡回路在应用中遇到诸多问题。因此,研制性能更为优越的数字再平衡回路成为必然选择。本文对动力调谐陀螺仪理论模型进行了分析,给出其动力学方程,并对全解耦的实现方法进行了推导。在此基础上,设计了一种以TMS320F2812为主控制器的数字再平衡回路。系统主要由信号预处理模块、数字信号处理模块、数模转换模块、功率放大模块组成。针对系统要求开发了基于DSP的系统软件,实现了信号采集、数字解耦、数字校正、控制量输出、上位机通信等功能。回路设计制作完成之后,通过系统测试,得到了较为理想的测试结果,达到了设计指标,由此表明所设计的再平衡回路实现了期望的测量和控制功能,验证了方案的可行性。最后对实验结果进行分析,并提出了进一步提高回路测量控制精度以及系统整体性能的改进方案。

关键词：动力调谐陀螺仪再平衡回路解耦 DSP 数字控制