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惯性器件校准装置速率控制的两种方法
1
作者 余臻 廖建平 尹晓丽 《产业科技创新》 2023年第2期69-71,共3页
本文介绍了常见的惯性器件校准装置(速率位置转台和精密离心机)的组成和基本原理,以及对它们进行速率控制的两种方法(PI控制和PDFF控制)。文中给出了两种控制方法的结构框图和时域表达式,并对其进行了理论分析,阐述了PI控制方法和PDFF... 本文介绍了常见的惯性器件校准装置(速率位置转台和精密离心机)的组成和基本原理,以及对它们进行速率控制的两种方法(PI控制和PDFF控制)。文中给出了两种控制方法的结构框图和时域表达式,并对其进行了理论分析,阐述了PI控制方法和PDFF控制方法各自的优势。PI控制方法通常运用在转动惯量较大,对角速率的动态性能要求不高的情况下,这时采用PI控制方法的系统速率平稳性和精度较高;PDFF控制方法通常运用在转动惯量较小,对角速率的动态性能要求较高的情况下,这时采用PDFF控制方法的系统低频刚度较好。最后结合两种控制方法给出了实际的对比测试结果,验证了理论分析的结论。两种控制方法的适用条件对惯性器件校准装置的设计和调试有较好的指导作用。 展开更多
关键词 惯性器件校准装置 速率控制 PI控制 PDFF控制
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摆动喷管与惯性器件超谐波耦合仿真研究
2
作者 付玮 孙颖 +2 位作者 王恩泽 段佳桐 戴婷婷 《宇航总体技术》 2023年第6期65-72,共8页
摆动喷管具有大惯量和强非线性特征,存在与惯性器件耦合的风险。建立了从指令输入到惯性器件响应输出的控制回路开环传递特性模型,用有限元方法模拟了摆动喷管非线性特征,发现了摆动喷管与惯性器件的超谐波共振耦合效应,同时讨论了几种... 摆动喷管具有大惯量和强非线性特征,存在与惯性器件耦合的风险。建立了从指令输入到惯性器件响应输出的控制回路开环传递特性模型,用有限元方法模拟了摆动喷管非线性特征,发现了摆动喷管与惯性器件的超谐波共振耦合效应,同时讨论了几种改进措施的有效性和可行性,发现对作动器反馈信号进行幅值调制来降低耦合效应效果明显且易于应用实现。 展开更多
关键词 摆动喷管 非线性 惯性器件 超谐波 仿真
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基于统计特征还原的惯性器件误差建模方法
3
作者 何彦德 李擎 付国栋 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第7期15-20,共6页
针对惯性器件误差建模方法影响其误差补偿准确性进而影响导航系统精度的问题,提出一种基于器件噪声统计特征还原的惯性器件误差建模方法。首先,通过功率谱密度建模还原器件高频噪声误差;其次,根据低频噪声统计特征用对应的性能计算方法... 针对惯性器件误差建模方法影响其误差补偿准确性进而影响导航系统精度的问题,提出一种基于器件噪声统计特征还原的惯性器件误差建模方法。首先,通过功率谱密度建模还原器件高频噪声误差;其次,根据低频噪声统计特征用对应的性能计算方法还原低频噪声误差,既避免功率谱密度建模方法对器件低频噪声表征能力弱的问题,又避免机器学习方法中前期工作量和计算量大的问题。与已有误差建模方法的对比实验表明:器件数学模型的输出与其真实器件输出之间误差相比下降了一个数量级;在行人导航应用中具有更高的器件误差补偿准确度,补偿后导航位置误差降低了35.261%,航向角误差降低了31.198%,有效提升了行人导航系统精度。 展开更多
关键词 惯性器件 噪声统计特征 误差建模 行人导航 器件误差补偿
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可穿戴定位系统阵列惯性器件故障检测方法
4
作者 陈豪 苏中 徐湛 《电子测量技术》 北大核心 2023年第16期105-111,共7页
通过阵列惯性器件构成的可穿戴自主定位系统,可显著提高人员的定位精度,但是可穿戴自主定位系统中的阵列式惯性器件在工作过程中难以避免出现故障。针对应急救援人员穿戴的自主定位系统中阵列加速度计的噪声增大现象,提出了一种基于卷... 通过阵列惯性器件构成的可穿戴自主定位系统,可显著提高人员的定位精度,但是可穿戴自主定位系统中的阵列式惯性器件在工作过程中难以避免出现故障。针对应急救援人员穿戴的自主定位系统中阵列加速度计的噪声增大现象,提出了一种基于卷积神经网络的阵列加速度计故障检测方法,使用广义似然比检验对比得到阵列陀螺仪对照数据,再通过CNN计算加速度计数据与陀螺仪对照数据的映射结果,实现了对阵列加速度计噪声增大故障的快速检测。通过十二IMU阵列数据融合和故障检测试验结果表明,该检测方法能够快速有效检测地出阵列惯性器件中的加速度计噪声增大典型故障,故障检测率≥98%,效果明显。 展开更多
关键词 阵列惯性器件 故障检测 CNN 广义似然比 可穿戴装备
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惯性器件长期贮存性能可靠性灰色马氏链预测 被引量：8
5
作者 钱峰 田蔚风 +1 位作者 金志华 樊春玲 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1761-1763,1767,共4页
为了及时掌握武器系统惯性器件的性能,并为延长其使用寿命及维修提供依据,对其进行贮存可靠性评估和预测非常必要.讨论了一种灰色马氏链预测模型的建模方法,此方法兼具灰色模型和马氏链模型的优点,它不仅充分利用了灰色模型动态建模思想... 为了及时掌握武器系统惯性器件的性能,并为延长其使用寿命及维修提供依据,对其进行贮存可靠性评估和预测非常必要.讨论了一种灰色马氏链预测模型的建模方法,此方法兼具灰色模型和马氏链模型的优点,它不仅充分利用了灰色模型动态建模思想,来预报可靠性数据总体趋势,并且根据此总体趋势,进行状态的划分,从而大大克服了马氏链状态矩阵运算量大的缺点,而且拓宽了灰色模型的应用范围,使其适合于波动性较大的随机数据列的预测.最后,对某型导弹速率陀螺仪贮存性能可靠性进行估计,并进行灰色马氏链预测. 展开更多
关键词 惯性器件 灰色模型 马氏链 可靠性 预测
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捷联惯性导航系统飞行轨迹数据生成与惯性器件建模 被引量：25
6
作者 赵鸿 赵忠 龙国庆 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期1026-1029,共4页
由于很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据,而各类导航系统软硬件性能测试验证又必须要有飞行轨迹数据和惯性器件的输出参数。为此,作者提出了一种生成测试用飞行轨迹,并能为惯性器件建模的解析式思想。用这种思想产生的飞行轨迹数据和... 由于很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据,而各类导航系统软硬件性能测试验证又必须要有飞行轨迹数据和惯性器件的输出参数。为此,作者提出了一种生成测试用飞行轨迹,并能为惯性器件建模的解析式思想。用这种思想产生的飞行轨迹数据和惯性器件的模型,在硬件平台软硬件系统测试验证中得到了成功地应用,取得了很好的效果。 展开更多
关键词 飞行轨迹数据生成 惯性器件建模 捷联式惯性导航系统 系统算法测试
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激光陀螺捷联惯导系统中惯性器件误差的系统级标定 被引量：33
7
作者 林玉荣 邓正隆 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期112-115,共4页
为评估激光陀螺SINS的性能 ,需对系统中的惯性器件误差 ,包括随机漂移误差、刻度系数误差与安装误差角等 ,进行系统级标定 .提出了卡尔曼滤波校准法 ,此方法利用激光陀螺SINS六位置静基座测试数据来标定系统中的惯性器件误差 .其实现过... 为评估激光陀螺SINS的性能 ,需对系统中的惯性器件误差 ,包括随机漂移误差、刻度系数误差与安装误差角等 ,进行系统级标定 .提出了卡尔曼滤波校准法 ,此方法利用激光陀螺SINS六位置静基座测试数据来标定系统中的惯性器件误差 .其实现过程包括两步 :首先 ,基于降阶处理思想 ,利用SINS的静基座测试数据 ,通过卡尔曼滤波来估计SINS系统中激光陀螺随机漂移误差及其他误差参数的耦合参量 ;第二步 ,比较两组不同位置的静基座测试数据的滤波辨识结果 ,对不同形式的耦合参量估值进行标量运算 ,即可获得SINS系统中其它惯性器件误差参数的校准值 .卡尔曼滤波校准法的方法比较简单 ,测试易于实现 ,只需要一台精度比较高的手动三轴定位转台即可 .另外 ,卡尔曼滤波法具有对测量噪声及环境干扰的影响不敏感、校准精度高的优点 .卡尔曼滤波校准法的有效性与可行性已通过仿真测试得到了验证 . 展开更多
关键词 激光陀螺 捷联惯导系统 随机漂移误差 惯性器件 标定
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基于双轴转台的惯性器件自动标定系统研制 被引量：4
8
作者 李星海 李华容 +3 位作者 刘勇 吕志清 宋军 侯正君 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2004年第4期272-275,共4页
基于Acutronic双轴转台,采用GPIB接口卡、HP34401A数字万用表、计算机工作站及VC开发平台等,开发了一套惯性器件自动标定系统。实现了对转台的实时测控,信号采集、数据处理、标定计算、标定报告的显示、打印和存贮的计算机自动完成,并... 基于Acutronic双轴转台,采用GPIB接口卡、HP34401A数字万用表、计算机工作站及VC开发平台等,开发了一套惯性器件自动标定系统。实现了对转台的实时测控,信号采集、数据处理、标定计算、标定报告的显示、打印和存贮的计算机自动完成,并提高了标定精度,为在捷联惯性导航系统中对器件进行系统级修正提供了保障。 展开更多
关键词 惯性器件 转台 GPIB接口卡 HP34401A VC 标定
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用于微惯性器件的ICP刻蚀工艺技术 被引量：6
9
作者 卓敏 贾世星 +1 位作者 朱健 张龙 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05A期1381-1383,共3页
在微惯性器件加工中,ICP深硅刻蚀技术主要用于梳齿结构的释放.工艺试验中的梳齿结构的最细线条尺寸为2μm,刻蚀深度为40μm,刻蚀的深宽比为20∶1,接近刻蚀设备A601E的加工极限.为了提高刻蚀精度,减小根切和底切效应,本文介绍了一种实现... 在微惯性器件加工中,ICP深硅刻蚀技术主要用于梳齿结构的释放.工艺试验中的梳齿结构的最细线条尺寸为2μm,刻蚀深度为40μm,刻蚀的深宽比为20∶1,接近刻蚀设备A601E的加工极限.为了提高刻蚀精度,减小根切和底切效应,本文介绍了一种实现微结构刻蚀的ICP分步工艺的新方法,采用不同的刻蚀工艺条件,初始阶段减小底切效应,减小线条损失,刻蚀的中间阶段保证刻蚀速度,刻蚀的最终阶段减小侧向刻蚀,提高结构释放的一致性.同时通过在刻蚀结构的背面生长200nm厚Al膜对等离子体的吸附作用减小了根切效应,提高了刻蚀的精度和结构释放的一致性. 展开更多
关键词 微惯性器件 ICP刻蚀 底切 根切 分步工艺
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惯性器件温度误差补偿方法综述 被引量：32
10
作者 王淑娟 吴广玉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1998年第3期44-49,共6页
本文综述了国内外惯性器件温度误差补偿方法的研究现状，介绍了降低和补偿惯性器件温度误差的四种常用方法，提出了惯性器件温度误差补偿研究中亟待解决的问题，并指出了今后的研究方向。
关键词 惯性器件 温度 误差补偿
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MEMS惯性器件敏感电容结构相关温度漂移特性仿真（英文） 被引量：9
11
作者 胡启方 邢朝洋 刘国文 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期370-377,共8页
基于MEMS器件的微型惯导系统的精度和MEMS惯性器件的全温稳定性具有很高的相关性。MEMS结构相关的温度漂移主要来自材料之间的热失配应力,工艺引入的应力,以及封装应力等。而相关应力在MEMS结构中的分布以及所造成的应变又和MEMS结构具... 基于MEMS器件的微型惯导系统的精度和MEMS惯性器件的全温稳定性具有很高的相关性。MEMS结构相关的温度漂移主要来自材料之间的热失配应力,工艺引入的应力,以及封装应力等。而相关应力在MEMS结构中的分布以及所造成的应变又和MEMS结构具有一定相关性。通过ANSYS有限元分析软件建立了多种MEMS惯性器件常用梁-质量块结构的FEM模型,具体包括悬臂梁结构、双端固支梁结构、L形梁结构、对角支撑梁结构。通过热-力耦合仿真,研究了热失配应力在上述结构中的分布以及所产生的结构变形。对比分析了不同芯片粘胶形式,包括中心粘胶、三点粘胶、整片粘胶对上述MEMS结构引入的封装应力以及其全温(-40℃~60℃)温度漂移特性。此外,还分析研究了不同衬底厚度对MEMS结构封装应力的隔离效果。 展开更多
关键词 MEMS 惯性器件 温度漂移 封装应力
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基于LMBP神经网络的惯性器件故障预报方法研究 被引量：6
12
作者 曹小平 胡昌华 +1 位作者 郑志强 吕瑛洁 《电光与控制》 北大核心 2005年第6期38-41,共4页
利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法优化计算BP权值调整量,将L-M算法与传统的BP网络相结合开发出一种快速收敛的LMBP网络,并在此基础上提出了基于LMBP神经网络的时间序列预测方法。最后利用该方法对某惯性器件进行故障预报,通过仿真实验... 利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法优化计算BP权值调整量,将L-M算法与传统的BP网络相结合开发出一种快速收敛的LMBP网络,并在此基础上提出了基于LMBP神经网络的时间序列预测方法。最后利用该方法对某惯性器件进行故障预报,通过仿真实验证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 故障预报 神经网络 Levenberg-Marquardt优化算法 惯性器件
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实用的MEMS惯性器件外场标定方法 被引量：5
13
作者 任建新 杜亚宁 +1 位作者 杨星辉 赵兴梅 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第6期27-30,共4页
在实际工程应用中,当不具备高精度实验室标定设备时,研究简易可行的MEMS惯性器件外场标定算法非常有必要。在分析MEMS惯性器件误差模型的基础上,提出一种基于椭球模值约束算法的外场标定方法,通过设计合理的实验编排方案和有效的求解算... 在实际工程应用中,当不具备高精度实验室标定设备时,研究简易可行的MEMS惯性器件外场标定算法非常有必要。在分析MEMS惯性器件误差模型的基础上,提出一种基于椭球模值约束算法的外场标定方法,通过设计合理的实验编排方案和有效的求解算法来实现对误差模型参数的估计。对比实验结果表明:所提出的标定方法简易可行,其误差系数在合理的误差范围内,从而证明了该外场标定方法的有效性。 展开更多
关键词 MEMS惯性器件 外场标定 误差模型 椭球模值约束
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最小二乘AR模型的惯性器件故障预测 被引量：5
14
作者 张伟 胡昌华 焦李成 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期1755-1757,共3页
以随机信号时间序列AR模型为基础,将激励噪声信号构造为准则函数,采用最小二乘法对AR模型参数进行辨识,得到惯性器件漂移误差系数最小二乘AR预测模型,泛化用于故障预测。仿真结果表明:与功率谱估计的参数化AR、ARMA模型相比,最小二乘AR... 以随机信号时间序列AR模型为基础,将激励噪声信号构造为准则函数,采用最小二乘法对AR模型参数进行辨识,得到惯性器件漂移误差系数最小二乘AR预测模型,泛化用于故障预测。仿真结果表明:与功率谱估计的参数化AR、ARMA模型相比,最小二乘AR预测模型在高、低阶次时辨识精度较高、泛化能力较强,这一特点在低阶时尤为明显,其预测结果可为发现故障隐患、辅助决策提供依据。 展开更多
关键词 最小二乘AR模型 AR模型 ARMA模型 惯性器件 故障预测
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运动补偿用惯性器件误差对SAR成像分辨率的影响研究 被引量：6
15
作者 盛蔚 房建成 韩晓英 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1162-1167,共6页
为提高合成孔径雷达(SAR)系统的性价比,必须根据SAR成像分辨率的要求和整体系统参数,设计相应精度的运动补偿用捷联惯导系统。在确定SAR运动补偿系统方案和安装方式的基础上,分析不同方向的加速度计和陀螺仪误差对天线相位中心位置测量... 为提高合成孔径雷达(SAR)系统的性价比,必须根据SAR成像分辨率的要求和整体系统参数,设计相应精度的运动补偿用捷联惯导系统。在确定SAR运动补偿系统方案和安装方式的基础上,分析不同方向的加速度计和陀螺仪误差对天线相位中心位置测量误差的影响,并利用位置测量误差与SAR成像分辨率之间的关系,进一步明确了不同方向的加速度计和陀螺仪对SAR成像分辨率的影响。研究表明:基于SAR的工作原理和安装方式,x方向加速度计和y方向陀螺仪对SAR成像分辨率的影响明显比其他惯性器件严重;相同误差水平的惯性器件对SAR成像分辨率的影响随着合成孔径时间和工作波长的不同而不同,时间越长,波长越短,影响则越严重。SAR成像仿真证明了结论的正确性。研究结果对于研制高性价比SAR成像运动补偿系统有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 遥感信息工程 SAR成像分辨率 运动补偿 惯性器件误差 加速度计常值偏置 陀螺仪常值漂移
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惯性器件加速贮存环境性能变化规律及失效机理 被引量：4
16
作者 张世艳 刘俊 +4 位作者 黄波 朱蕾 陈源 魏小琴 杨朝明 《装备环境工程》 CAS 2019年第3期76-80,共5页
目的研究惯性器件的加速贮存环境性能退化规律,分析失效薄弱环节及其失效机理。方法开展惯性器件的加速贮存试验,进行惯性器件的零偏、标度因数的检测,用扫描电子显微镜、红外显微仪、气-质联用仪等分析仪器,监测微观组织、结构损伤情... 目的研究惯性器件的加速贮存环境性能退化规律,分析失效薄弱环节及其失效机理。方法开展惯性器件的加速贮存试验,进行惯性器件的零偏、标度因数的检测,用扫描电子显微镜、红外显微仪、气-质联用仪等分析仪器,监测微观组织、结构损伤情况。针对石英挠性加速度计在加速贮存试验过程中的变化行为,分析温度环境因素对其损伤的微观作用机制,解释宏观性能退化内在原因。结果惯导系统中,石英挠性加速度计在加速贮存试验4个周期后,其零偏超出阈值范围。结论惯导系统中的薄弱环节为石英挠性加速度计的粘结剂。在加速贮存试验过程中,粘结剂中的增塑剂邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)发生分解生成挥发物,环氧树脂胶618的双酚A也少量挥发。当石英挠性加速度计从高温冷却至室温,检测宏观性能时,两种挥发物沿摆片移动至摆片底部,与力矩器镜面形成粘连,使摆片无法进行有效的工作(摆动)。 展开更多
关键词 惯性器件 石英加速度计 加速贮存试验 失效机理
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基于MEMS惯性器件的微型船用组合测姿系统设计 被引量：3
17
作者 赵琳 刘付强 +1 位作者 王文晶 徐博 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第14期4433-4436,共4页
首先构造了基于Kalman滤波的MEMS陀螺仪、加速度计和磁强计的姿态测量系统,在证明船舶机动运动产生的干扰加速度会引起Kalman滤波发散的基础上,构造了径向基函数神经网络姿态系统以克服干扰加速度的这种不利影响,并提出了基于神经网络与... 首先构造了基于Kalman滤波的MEMS陀螺仪、加速度计和磁强计的姿态测量系统,在证明船舶机动运动产生的干扰加速度会引起Kalman滤波发散的基础上,构造了径向基函数神经网络姿态系统以克服干扰加速度的这种不利影响,并提出了基于神经网络与kalman滤波的组合姿态测量系统的设计方案,对设计的组合姿态测量系统进行了仿真试验。试验结果表明,组合姿态测量系统即使在干扰加速度存在的情况下也可以完成船舶姿态的实时准确估计,可满足船用设备中低精度姿态测量系统使用要求。 展开更多
关键词 MEMS惯性器件 KALMAN滤波 姿态测量系统 神经网络
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基于ARIMA和RBF网络组合预测的惯性器件故障预报 被引量：3
18
作者 吕瑛洁 胡昌华 +1 位作者 李国华 张伟 《电光与控制》 北大核心 2005年第4期32-34,共3页
提出了一种基于ARIMA和RBF网络进行组合预测的方法,该方法综合运用ARIMA良好的线性拟合能力和RBF网络强大的非线性映射功能,将两种预测模型有机地组合在一起,综合各自优点,以期有效改善模型的拟合能力,获得最优预测效果。论文将该方法... 提出了一种基于ARIMA和RBF网络进行组合预测的方法,该方法综合运用ARIMA良好的线性拟合能力和RBF网络强大的非线性映射功能,将两种预测模型有机地组合在一起,综合各自优点,以期有效改善模型的拟合能力,获得最优预测效果。论文将该方法应用于某飞行器惯性器件的故障预报当中并进行了仿真实验。结果表明,这种方法相对于单项模型的预测具有更高的精度,对于复杂时间序列的分析和预测有很好的应用价值,在故障预报中具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 组合预测 故障预报 ARIMA RBF神经网络 惯性器件
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一种双轴多功能惯性器件 被引量：2
19
作者 任思聪 任建新 高维彦 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期391-395,共5页
提出一种以现有挠性陀螺为基础构成的多功能惯性器件，它不仅可以感测两个轴的转动角速率，而且可以同时感测沿两个轴的运动加速度，利用两个这种器件，依其所允许角速率的大小，即可构成平台式或捷联式惯导系统的惯性测量部件。
关键词 多功能陀螺 多功能惯性器件 陀螺
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基于二次谐波检测的电容式微惯性器件频率响应测试方法研究 被引量：1
20
作者 肖定邦 侯占强 +2 位作者 谢立强 吴学忠 李圣怡 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期70-74,共5页
针对电容式微惯性器件信号微弱、耦合噪声大的特点,提出了一种基于二次谐波检测的频率响应测试方法,详细介绍了该测试方法的基本原理,设计了基于此方法的频率响应测试系统,分析了测试系统中存在的误差,以本实验室研制的电容式微陀螺为... 针对电容式微惯性器件信号微弱、耦合噪声大的特点,提出了一种基于二次谐波检测的频率响应测试方法,详细介绍了该测试方法的基本原理,设计了基于此方法的频率响应测试系统,分析了测试系统中存在的误差,以本实验室研制的电容式微陀螺为测试对象,对该方法和传统的一次谐波检测方法进行了对比,结果表明,该方法能够有效地减小电路中耦合噪声对测试结果的影响,提高频率响应测试精度。 展开更多
关键词 二次谐波 频率响应 微惯性器件 微机电系统
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