發(fā)布時間：2022-01-20 05:48

　　擺式積分陀螺加速度計（以下簡稱陀螺加速度計）作為慣性導航系統(tǒng)核心器件之一,適用于大過載、高精度要求的洲際彈道導彈,其用來敏感和測量載體的視加速度,其精度和性能直接關系導彈命中精度。隨著精度要求和“天地一致性”測試要求的不斷提高,對陀螺加速度計在高g₀實際工作環(huán)境下的誤差機理研究和建模成為了亟需解決的問題。由于陀螺加速度計的非線性二次項誤差本身很小,傳統(tǒng)重力場由于輸入激勵不足,難以精確測量。低頻線振動臺能夠為陀螺加速度計提供低頻、大過載的輸入激勵,同時相比于離心機和火箭橇,其還具有便于開展試驗、成本低的優(yōu)點。本文從工程實際需求出發(fā),研究了陀螺加速度計在低頻線振動臺上的非線性二次項系數(shù)分離標定測試方法和工程實現(xiàn),并進行了試驗驗證。首先,對陀螺加速度計進行了原理分析,并通過建立坐標系推導了其運動學方程,進而分析了橫向加速度、不等慣量以及地速等因素對陀螺加速度計輸出造成的影響,最終建立了陀螺加速度計的誤差模型,并給出了各誤差項系數(shù)的物理意義。針對高g₀試驗設備選取,分析了離心機、火箭橇和低頻線振動臺三種大過載試驗設備的加速度和頻率的覆蓋范圍以及試驗開... 

【文章來源】：中國運載火箭技術研究院北京市

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外陀螺加速度計發(fā)展
        1.2.2 國內(nèi)陀螺加速度計發(fā)展
        1.2.3 國外陀螺加速度計測試設備和誤差模型研究
        1.2.4 國內(nèi)陀螺加速度計測試設備和誤差模型研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 陀螺加速度計工作原理和誤差模型分析
    2.1 概述
    2.2 陀螺加速度計工作原理
    2.3 陀螺加速度計運動學分析
        2.3.1 角速度及動量矩分析
        2.3.2 外力矩分析
        2.3.3 陀螺加速度計輸出方程
    2.4 陀螺加速度計誤差分析
        2.4.1 橫向加速度引起的誤差
        2.4.2 不等慣量和慣量積引起的誤差
        2.4.3 三軸不垂直引起的誤差
        2.4.4 振擺效應引起的誤差
        2.4.5 不等剛度引起的誤差
        2.4.6 地速引起的誤差
    2.5 線振動臺試驗時的陀螺加速度計誤差模型建立
    2.6 本章小結
3 陀螺加速度計測試技術
    3.1 概述
    3.2 重力場試驗
        3.2.1 正倒置試驗
        3.2.2 六位置翻滾試驗
        3.2.3 輸出軸試驗
    3.3 高g_0場試驗
        3.3.1 精密離心機試驗
        3.3.2 低頻線振動臺試驗
    3.4 本章小結
4 低頻線振動臺測試系統(tǒng)及其誤差分析
    4.1 陀螺加速度計的高g_0測試設備選擇
    4.2 低頻線振動臺測試系統(tǒng)
        4.2.1 線振動臺類型選擇
        4.2.2 低頻線振動臺工作原理
    4.3 低頻線振動臺系統(tǒng)誤差分析
        4.3.1 波形畸變系統(tǒng)誤差
        4.3.2 橫向加速度系統(tǒng)誤差
        4.3.3 寄生轉動系統(tǒng)誤差
    4.4 低頻線振動臺系統(tǒng)誤差對陀螺加速度計輸出的影響
    4.5 本章小結
5 陀螺加速度計在低頻線振動臺上的測試技術
    5.1 陀螺加速度計放置方式
    5.2 陀螺加速度計輸入軸二次項系數(shù)k_(2x)標定試驗
        5.2.1 測試時間T_m選擇低頻線振動臺振動周期的整數(shù)倍N_t
        5.2.2 測試時間T_m選擇陀螺加速度計進動圈數(shù)的整數(shù)倍N_p
    5.3 陀螺加速度計交叉耦合二次項系數(shù)k_(2xy)標定試驗
        5.3.1 測試時間T_m選擇低頻線振動臺振動周期的整數(shù)倍N_t
        5.3.2 測試時間T_m選擇陀螺加速度計進動圈數(shù)的整數(shù)倍N_p
    5.4 測試方法誤差分析
        5.4.1 測試時間為振動臺振動周期整數(shù)倍時引起的測量誤差
        5.4.2 測試時間為陀螺加速度計進動圈數(shù)整數(shù)倍時引起的測量誤差
    5.5 低頻線振動臺系統(tǒng)誤差對陀螺加速度計非線性二次項誤差系數(shù)標定的影響
        5.5.1 波形畸變對陀螺加速度計非線性二次項誤差系數(shù)標定的影響
        5.5.2 橫向加速度對陀螺加速度計非線性二次項誤差系數(shù)標定的影響
        5.5.3 寄生轉動對陀螺加速度計非線性二次項誤差系數(shù)標定的影響
        5.5.4 安裝誤差對陀螺加速度計非線性二次項誤差系數(shù)標定的影響
    5.6 本章小結
6 陀螺加速度計在低頻線振動臺上的試驗及數(shù)據(jù)處理
    6.1 陀螺加速度計在低頻線振動臺上的試驗系統(tǒng)搭建
        6.1.1 低頻線振動臺及其指標測試
        6.1.2 陀螺加速度計控制采集系統(tǒng)
        6.1.3 負載及工裝
    6.2 試驗結果及分析
        6.2.1 波形畸變對陀螺加速度計非線性二次項影響的定量分析
        6.2.2 橫向加速度對陀螺加速度計非線性二次項影響的定量分析
        6.2.3 寄生轉動對陀螺加速度計非線性二次項影響的定量分析
        6.2.4 臺面安裝誤差對陀螺加速度計非線性二次項影響的定量分析
        6.2.5 陀螺加速度計誤差模型系數(shù)標定及其顯著性分析
7 結論
    7.1 論文的主要工作及結論
    7.2 論文主要創(chuàng)新點
    7.3 后續(xù)工作設想
參考文獻
附錄A 最小二乘法原理
附錄B 多元線性回歸分析
附錄C 物理量符號及名稱對應表
攻讀博士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]三浮陀螺伺服測試誤差系數(shù)估計方法[J]. 王永彤,朱志剛,郭宗本,徐超.  導航與控制. 2017(01)
[4]旋轉加速度計重力梯度儀加速度計標度因數(shù)實時反饋調(diào)整方法[J]. 錢學武,蔡體菁.  中國慣性技術學報. 2016(02)
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[6]捷聯(lián)慣性組合誤差模型相關性分析方法[J]. 劉璠,魏宗康.  中國慣性技術學報. 2014(05)
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博士論文
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碩士論文
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[2]線振動與過載測試的建模與仿真研究[D]. 程炳坤.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]基于MAPLESIM的高精度線振動臺控制與試驗技術研究[D]. 李麗永.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[4]加速度計多參量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計與開發(fā)[D]. 趙光忠.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]陀螺加速度計在精密離心機上的測試誤差分析[D]. 吳聞鑫.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[6]高精度加速度計標定與補償技術研究[D]. 李永光.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[7]平臺系統(tǒng)精密離心機測試方法研究[D]. 張皓之.國防科學技術大學 2009
[8]線振動臺測控問題的研究[D]. 崔勝剛.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[9]精密離心機誤差分析與補償方法研究[D]. 陳巖.哈爾濱工業(yè)大學 2006



本文編號：3598282