高精度陀螺測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)建模及控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì).pdf

1、要獲得高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng),需要提高作為慣導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)鍵組成部件的陀螺儀的精度,而提高陀螺儀測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的精度是在現(xiàn)有技術(shù)條件下提高陀螺儀精度唯一可行的途徑,速率精度和速率平穩(wěn)性是轉(zhuǎn)臺(tái)精度最重要的指標(biāo)。本文針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有陀螺測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)利用測(cè)角元件測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)平均角速率致使角速率測(cè)試與控制精度不高的問(wèn)題,提出新的方案,將高精度慣性器件引入到轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)的瞬時(shí)角速率,通過(guò)對(duì)瞬時(shí)角速率的反饋與控制達(dá)到提高轉(zhuǎn)臺(tái)的速率精度與速率平穩(wěn)性指標(biāo)的目的。本文圍繞將

2、慣性器件引入系統(tǒng)的新型轉(zhuǎn)臺(tái)展開(kāi)以下工作:
　　首先,對(duì)國(guó)內(nèi)外在測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)方向所做的研究進(jìn)行簡(jiǎn)要的總結(jié),分析了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)臺(tái)的工作原理和測(cè)速原理,并指出采用這樣的測(cè)速原理給轉(zhuǎn)臺(tái)速率精度和速率平穩(wěn)性帶來(lái)的影響。
　　其次,對(duì)新型陀螺測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模工作。在分析慣性敏感元件在測(cè)量系統(tǒng)中作用的基礎(chǔ)上,詳細(xì)闡述了新型轉(zhuǎn)臺(tái)的功能運(yùn)動(dòng)學(xué)原理。然后抽象出轉(zhuǎn)臺(tái)的廣義數(shù)學(xué)模型,建立所需坐標(biāo)系,詳細(xì)推導(dǎo)出轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)中功能元件的運(yùn)動(dòng)微分方程,為轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)

3、配置奠定基礎(chǔ)。
　　再次,改變引入轉(zhuǎn)臺(tái)的慣性器件的種類以及數(shù)目,得到不同的轉(zhuǎn)臺(tái)功能運(yùn)動(dòng)學(xué)原理,確定各種功能運(yùn)動(dòng)學(xué)原理對(duì)應(yīng)的被測(cè)陀螺儀模型。以一種典型功能運(yùn)動(dòng)學(xué)原理為例,當(dāng)被測(cè)陀螺儀分別包含和不包含機(jī)械轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)時(shí),設(shè)計(jì)主回路的調(diào)節(jié)器。
　　最后,針對(duì)新型轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng),按照實(shí)現(xiàn)功能不同將其劃分為測(cè)量回路和穩(wěn)定回路兩個(gè)部分,分別完成對(duì)這兩個(gè)回路的控制器設(shè)計(jì)工作,并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行仿真驗(yàn)證。最后提出基于同一處理器的測(cè)量穩(wěn)定回路復(fù)合控制