基于MapleSim的離心機(jī)仿真試驗(yàn)研究.pdf

1、陀螺加速度計(jì)可以通過(guò)自身對(duì)飛行器進(jìn)行定位，不依賴于GPS或是其他第三方定位系統(tǒng)，而且其精度高，定位效果好，在軍事作戰(zhàn)中起到越來(lái)越重要的作用。對(duì)陀螺加速度計(jì)誤差模型中各項(xiàng)系數(shù)的標(biāo)定精度決定了陀螺加速度計(jì)的精度。在重力場(chǎng)下進(jìn)行系數(shù)標(biāo)定測(cè)試方法簡(jiǎn)單快捷，但受限于輸入加速度僅在1g內(nèi)變化，無(wú)法激勵(lì)出二次項(xiàng)系數(shù)，而二次項(xiàng)系數(shù)對(duì)精度起到很關(guān)鍵的作用，目前對(duì)陀螺加速度計(jì)二次項(xiàng)系數(shù)的標(biāo)定大都采用離心機(jī)，通過(guò)加快離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生高g值，來(lái)激勵(lì)誤差模型中

2、的二次項(xiàng)。所以為提高陀螺加速度計(jì)的精度，在精密離心機(jī)上對(duì)陀螺加速度計(jì)進(jìn)行的測(cè)試方法的研究尤為重要。
　　目前離心機(jī)對(duì)陀螺加速度計(jì)進(jìn)行標(biāo)定的過(guò)程都是先進(jìn)行理論分析，然后轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，用Matlab或其他基于數(shù)學(xué)模型的軟件仿真研究，再在實(shí)際中用離心機(jī)進(jìn)行測(cè)試、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再通過(guò)計(jì)算得到誤差模型中的二次項(xiàng)系數(shù)。整個(gè)過(guò)程耗時(shí)很長(zhǎng)，而且受到很多實(shí)驗(yàn)條件的限制，比如在國(guó)內(nèi)對(duì)離心機(jī)的研究起步較晚，從事離心機(jī)制作的單位和設(shè)備都相對(duì)較少，實(shí)際采

3、用離心機(jī)進(jìn)行測(cè)試成本較大。而為了節(jié)約時(shí)間和成本，采用Matlab/Simulink等基于數(shù)學(xué)模型的仿真軟件進(jìn)行研究時(shí)，其模型中各模塊都是通過(guò)計(jì)算得到的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，不夠形象直觀，無(wú)法反映試驗(yàn)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也不能觀察試驗(yàn)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，缺乏更為直接、真實(shí)、可信的試驗(yàn)場(chǎng)景模擬。這些對(duì)離心機(jī)的測(cè)試研究造成了很大困難。
　　為解決上述存在的問(wèn)題，通過(guò)多方研究調(diào)查和研究分析，本文在國(guó)內(nèi)首次使用一款基于物理模型的符號(hào)運(yùn)算仿真軟件——M

4、apleSim，對(duì)陀螺加速度計(jì)和離心機(jī)進(jìn)行仿真試驗(yàn)技術(shù)研究。在傳統(tǒng)仿真中信號(hào)是單項(xiàng)傳輸，忽略掉了各模型之間的相互耦合作用。MapleSim可以很好的解決以上不足，采用基于物理模型的搭建，更符合實(shí)際物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。并且MapleSim結(jié)合曲線和3-D仿真動(dòng)畫，可以直觀的觀察物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，更有力于對(duì)系統(tǒng)的整體把握和分析。
　　本文主要分三部分。首先通過(guò)MapleSim搭建陀螺儀模型，驗(yàn)證其三個(gè)基本特性在MapleSim中是真實(shí)存在的；