惯性平台误差系数自标定技术及测试系统研制

摘要

惯性导航系统具有自主性和无法干扰的特点，因而在军用导航系统中占有非常重要的地位。其中陀螺仪是平台系统的重要组成部分，在对平台进行试验之前，应首先对已经安装在平台台体上的陀螺仪进行标定，平台系统误差系数标定(也就是对惯导系统的性能指标测定)是—项重要工作。但是，当前陀螺仪标定中采集平台三个轴漂移速率的方法是定时采集平台姿态角，存在诸多问题，导致平台的陀螺仪标定系数存在较大的随机性，测试结果往往还不能达到单表测试精度。在调平状态下直接测试调平电流和方位对准电流。因为这个电流很小，直接采集电流，信号衰减很大，不利于检测，所以必须对这个输出电流进行数字化改造，并设计相应的优化测试设备及测试软件。 本文以某型号三轴静压液浮陀螺稳定平台系统为研究对象，实施主调平回路数字化改造，加入二元脉冲调宽力反馈电路和高精度、高稳定性的电流加矩电路，成功解决了小电流的精确采集问题。 研究了陀螺仪的误差系数标定技术，并将自适应滤波技术在平台自标定数据处理中进行应用。测试结果证明，陀螺仪测试精度达到0．01度/小时。文中进行了误差系数标定测试系统的软硬件设计，以及平台测试中的安全保护问题，有效地解决了平台测试过程中的倒台问题，能够安全有效地保障平台飞转判断机理明确，目的性强。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.2.1初始对准(调平系统)研究状况

1.2.2陀螺仪误差系数标定的研究现状

1.3论文目标和主要内容

第2章平台系统原理

2.1概述

2.1.1惯性导航的基本原理和分类

2.1.2载体位置和姿态、方位的确定

2.1.3比力及比力方程

2.1.4舒勒原理

2.2平台式惯导系统的工作原理

2.2.1平台伺服回路的性能指标

2.2.2三轴平台伺服回路的耦合与隔离

第3章误差系统自标定技术

3.1陀螺仪误差分析及误差模型

3.2陀螺仪误差标定原理性公式推导

3.2.1四位置标定方法

3.2.2九位置误差计算公式

3.3自标定技术

3.3.1动态漂移测试中数据读取方法

3.3.2本方案中的陀螺仪误差标定流程

3.4自适应滤波在平台自标定数据处理中的应用

3.4.1常速度数学模型

3.4.2 Sage和Husa自适应滤波算法

第4章调平系统的数字化改造

4.1调平系统的工作原理

4.2调平系统的设计

4.3调平系统的误差分析

4.4调平系统的数字化改造

4.4.1二元脉冲调宽的原理

4.4.2调平回路的数字化改造

第5章平台测试系统的测试电路设计

5.1主要技术指标

5.2电路设计中的关键技术

5.2.1可靠性设计

5.2.2 I/O寻址设计

5.2.3金手指

5.2.4中断设计

5.2.5接口电路的抗干扰设计

5.2.6脉冲计数功能设计

5.2.7开关门脉冲记数

5.3防飞设计

5.3.1防飞设计方案

5.3.2软、硬件设计

5.3.3门限设计

5.3.4防飞设计特点

5.4测试系统电路板组成及功能

5.4.1数据采集板

5.4.2防飞接口板及晶振板

第 6章平台测试系统的测试程序设计

6.1软件工程

6.1.1核心概念

6.1.2阶段与里程碑

6.1.3过程的要素

6.1.4 工具和建模语言

6.1.5核心工作流程

6.2三维图形设计

6.3虚拟驱动设计

6.3.1设备驱动基础

6.3.2设备驱动之VtoolsD入门

6.4误差系数分离流程图

第7章结论

7.1论文的主要结论

7.2主要创新点

7.2.1调平回路改造

7.2.2自标定技术

7.2.3防飞设计

7.3后续工作设想

第8章附件—虚拟驱动设计

8.1设备驱动之I/O

8.2设备驱动之中断

致谢

参考文献

西北工业大学学位论文知识产权声明书及原创性声明