發(fā)布時間：2017-07-08 13:11

  本文關(guān)鍵詞：激光捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中激光陀螺溫度補償技術(shù)研究

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【摘要】：激光陀螺是一種基于Sagnac效應(yīng)的光學(xué)傳感器,以其諸多優(yōu)點成為新一代捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的理想器件,在航空、航海、陸地導(dǎo)航、定位定向、運載火箭、導(dǎo)彈等方面得到了廣泛運用。激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)工作環(huán)境復(fù)雜,如何在惡劣溫度環(huán)境下提供精確、穩(wěn)定的位置、姿態(tài)信息是捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)研究所面臨的艱難挑戰(zhàn)。在激光捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)正常工作時,零偏誤差是激光陀螺三大誤差之一,其特點具有隨機性和不穩(wěn)定性,溫度變化對激光陀螺的影響是激光陀螺產(chǎn)生零偏誤差的主要因素。因此當(dāng)激光陀螺要運用在高精度場合時,為了獲得更高的穩(wěn)定性,必須采取零偏溫度誤差補償措施,降低零偏誤差對激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航精度的影響。溫度變化對陀螺的影響是一個綜合過程,在激光捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)工作時,系統(tǒng)內(nèi)部溫度場復(fù)雜,溫度對系統(tǒng)各個部件影響有差異,增加了系統(tǒng)溫度誤差建模與補償?shù)碾y度。因此首先借助有限元分析軟件建立單陀螺及激光捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的溫度場模型,分析了單陀螺在穩(wěn)態(tài)及變化的環(huán)境溫度下的溫度場分布規(guī)律,并對其結(jié)構(gòu)熱變形進行了仿真。隨后對激光捷聯(lián)慣性組件進行溫度場仿真,得出穩(wěn)態(tài)環(huán)境下組件的溫度場分布規(guī)律,并對系統(tǒng)中的陀螺溫度場進行分析。溫度場仿真分析可以為后續(xù)的溫度補償工作提供參考。為辨識陀螺零偏溫度誤差模型,進行了單陀螺的高低溫實驗,首先在不同恒定溫度點下測試陀螺的輸出得到穩(wěn)態(tài)溫度補償模型,隨后進行了不同變溫速率下的變溫實驗,在大量實驗基礎(chǔ)上,借助了相關(guān)分析、回歸分析等方法,重點研究了激光陀螺零偏溫度補償模型的溫度補償點的配置、多溫度點的補償效果、溫度補償模型的穩(wěn)定性、溫度補償模型的環(huán)境適應(yīng)性,對這些問題結(jié)合工程實際均給出了結(jié)論。激光陀螺最終還要狀態(tài)捷聯(lián)慣性組件中使用,溫度的變化會引起結(jié)構(gòu)的熱變形從而引起安裝誤差的變化,最后通過捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)獲得系統(tǒng)安裝誤差與溫度之間的關(guān)系并建立陀螺安裝誤差的溫度模型。通過陀螺補償模型及陀螺安裝誤差補償模型補償前后導(dǎo)航實驗表明,溫度補償能夠提高導(dǎo)航精度。文中所建立的溫度補償模型能夠提高激光陀螺的精度,滿足工程需要。數(shù)學(xué)模型補償值的取得方法簡便,通過陀螺的溫度實驗就能建立起該補償模型,幾乎不需要硬件投入,在陀螺使用過程中,只要將數(shù)學(xué)補償模型固化在軟件中,通過零偏測量值減去零偏補償值就能提高陀螺的使用精度,具有很強的工程實用性。
【關(guān)鍵詞】：激光陀螺 溫度場仿真 溫度補償 溫度誤差模型
【學(xué)位授予單位】：中國航天科技集團公司第一研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 1 緒論6-11
• 1.1 論文研究的背景、意義及課題來源6
• 1.1.1 課題來源6
• 1.1.2 論文研究的背景意義6
• 1.2 激光陀螺溫度補償國內(nèi)外研究現(xiàn)狀6-10
• 1.3 論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排10-11
• 2 激光陀螺溫度特性分析11-19
• 2.1 激光陀螺工作原理11-12
• 2.2 溫度對激光陀螺輸出影響分析12-17
• 2.2.1 溫度對穩(wěn)頻機構(gòu)的影響13-15
• 2.2.2 溫度對抖動機構(gòu)的影響15
• 2.2.3 溫度對光學(xué)機構(gòu)的影響15-16
• 2.2.4 溫度對物理特性的影響16-17
• 2.2.5 溫度對結(jié)構(gòu)的影響17
• 2.3 本章小結(jié)17-19
• 3 溫度場仿真分析19-43
• 3.1 單陀螺溫度場仿真19-33
• 3.1.1 有限元法求解溫度場原理19-20
• 3.1.2 某型激光陀螺結(jié)構(gòu)特點及溫度特性20
• 3.1.3 激光陀螺溫度場的有限元模型的建立20-26
• 3.1.4 溫度對單陀螺結(jié)構(gòu)的影響26-30
• 3.1.5 瞬態(tài)溫度場仿真30-33
• 3.1.6 溫度補償模型測溫點配置33
• 3.2 系統(tǒng)溫度場仿真33-42
• 3.2.2 溫度場仿真模型的建立34
• 3.2.3 仿真結(jié)果分析34-39
• 3.2.5 系統(tǒng)熱變形分析39-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 4 激光陀螺溫度補償模型實驗研究43-62
• 4.1 激光陀螺溫度特性測試實驗43-50
• 4.1.1 實驗設(shè)備43-44
• 4.1.2 激光陀螺恒溫實驗44-46
• 4.1.3 激光陀螺變溫試驗46-50
• 4.2 激光陀螺溫度補償模型的建立50-57
• 4.2.1 激光陀螺單溫度點動態(tài)溫度補償模型50
• 4.2.2 變溫環(huán)境下靜態(tài)溫度補償模型的建立50-51
• 4.2.3 變溫環(huán)境下動態(tài)溫度補償模型的建立51-54
• 4.2.4 溫度實驗方案的改進54-57
• 4.3 溫度補償模型溫度點的配置方案對比57-60
• 4.3.1 單溫度點補償效果對比57-58
• 4.3.2 兩溫度點補償效果對比58-59
• 4.3.3 三溫度點補償效果對比59-60
• 4.4 溫度補償模型效果驗證60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 5 激光陀螺安裝誤差溫度標(biāo)定62-70
• 5.1 系統(tǒng)中陀螺溫度特性分析62-65
• 5.2 激光陀螺溫度標(biāo)定65-67
• 5.2.1 陀螺安裝誤差的溫度標(biāo)定65-67
• 5.2.2 陀螺常值零偏的溫度標(biāo)定67
• 5.3 導(dǎo)航驗證67-69
• 5.3.1 自然升溫導(dǎo)航驗證67-68
• 5.3.2 系統(tǒng)變溫導(dǎo)航驗證68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考 文獻71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況74-75
• 致謝75-78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 劉元正;王京獻;謝良平;;塞曼激光陀螺補償技術(shù)研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;2010年03期

2 于旭東;魏國;張鵬飛;王宇;湯建勛;龍興武;;激光航海慣性組件溫度場與熱變形有限元模擬[J];儀器儀表學(xué)報;2010年05期

3 于旭東;張鵬飛;湯建勛;龍興武;;機抖激光陀螺溫度場的有限元模擬與實驗[J];光學(xué)精密工程;2010年04期

4 葛文濤;陳明剛;林玉榮;鄧正隆;;三軸激光陀螺溫度誤差動態(tài)建模及補償技術(shù)[J];光學(xué)精密工程;2007年10期

5 劉瑞方;張湘平;季德成;吳文啟;;基于ASYM的激光陀螺捷聯(lián)慣性系統(tǒng)溫度誤差模型辨識[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2007年03期

6 郭創(chuàng);張宗麟;王金林;趙小寧;;激光陀螺溫度特征點選擇及其補償[J];光電工程;2006年06期

7 呂妍紅;崔中興;;環(huán)形激光陀螺的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)消噪[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2006年01期

8 趙小寧,李縣洛,雷寶權(quán);激光陀螺零偏溫度補償研究[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2004年03期

9 吳國勇,顧啟泰,鄭辛,田海鋒,白長川;環(huán)形激光陀螺溫度模型[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年02期

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本文編號：534686