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一种十表冗余激光陀螺捷联惯组标定方法研究
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作者 邵慧超 严恭敏 +1 位作者 陈珑 张橙 《航天控制》 CSCD 2024年第5期9-14,共6页
针对十表冗余激光陀螺三自捷联惯组(包含5只陀螺和5只加速度计)的标定问题,推导给出了标定模型以及标定方案。将十表冗余惯组划分为直表X\Y\Z和斜表S\T两组,直表采用系统级标定方法,建立关于标定误差模型的状态方程,以导航速度误差作为... 针对十表冗余激光陀螺三自捷联惯组(包含5只陀螺和5只加速度计)的标定问题,推导给出了标定模型以及标定方案。将十表冗余惯组划分为直表X\Y\Z和斜表S\T两组,直表采用系统级标定方法,建立关于标定误差模型的状态方程,以导航速度误差作为量测,通过Kalman滤波估计标定误差参数;以直表标定结果作为参考,进行斜表的分立式标定,分别建立了加速度计、陀螺标度系数和陀螺漂移的标定模型。最后,结合19位置系统级标定方法和分立式标定方法完成了十表冗余激光捷联惯组标定,结果显示标定结果正确,分析了标定误差特性。 展开更多
关键词 冗余捷联惯组 系统级标定 分立式标定 KALMAN滤波
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基于数字孪生的捷联惯组仿真测试技术
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作者 陈家骏 林家昀 +2 位作者 刘耀蓬 王胜兰 邓铁雄 《飞控与探测》 2024年第5期93-104,共12页
捷联惯组是导航控制系统的核心设备之一,能够通过旋转机构进行自检测、自对准、自标定,建立捷联惯组的数字模型有利于监控产品状态、预测产品精度变化趋势、辅助定位产品故障。首先对捷联惯组的系统组成进行分析,并根据不同组成部分的... 捷联惯组是导航控制系统的核心设备之一,能够通过旋转机构进行自检测、自对准、自标定,建立捷联惯组的数字模型有利于监控产品状态、预测产品精度变化趋势、辅助定位产品故障。首先对捷联惯组的系统组成进行分析,并根据不同组成部分的特性建立对应的数学模型,然后基于数字孪生建立的捷联惯组多维度多学科动态模型,最后通过试验验证该模型能够一致性反映捷联惯组实体产品在真实环境中的属性、功能、性能以及被测试的能力。通过捷联惯组的数字孪生系统,实现捷联惯组在数字空间与物理空间之间的实时交互应用。 展开更多
关键词 捷联惯组 数字孪生 模型构建 仿真测试技术
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制导弹箭捷联惯组在架标定方案研究 被引量:14
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作者 游金川 秦永元 +1 位作者 杨鹏翔 严恭敏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1001-1006,共6页
长时间整弹存储的制导弹箭,其捷联惯组的标定参数将发生较大的改变。设计了一种制导弹箭捷联惯组的在架标定方案。在给出惯性器件误差模型和惯导系统误差方程的基础上,详细推导了在俯仰、偏航(通过发射架摆动实现)和横滚(通过内部横滚... 长时间整弹存储的制导弹箭,其捷联惯组的标定参数将发生较大的改变。设计了一种制导弹箭捷联惯组的在架标定方案。在给出惯性器件误差模型和惯导系统误差方程的基础上,详细推导了在俯仰、偏航(通过发射架摆动实现)和横滚(通过内部横滚隔离环转动实现)三种单轴旋转条件下,惯导系统速度误差变化率的变化量与捷联惯组标定参数的关系。与通常的系统级标定方案不同,该方案不必求解惯导系统误差微分方程,而是对由机动前后系统速度误差变化率构造的代数方程进行求解。这使得标定方案的计算量大为降低。该方案无需将捷联惯组从制导弹箭上拆卸下来,适用于外场条件下弹载惯组的定期标定。 展开更多
关键词 制导弹箭 捷联惯组 在架标定 速度误差变化率的变化量
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无人机捷联惯组隔振系统动力学分析与优化设计 被引量:8
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作者 段宇星 李笑 +3 位作者 杨海 杨强 苏渤 王鑫 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期338-346,共9页
针对捷联惯组在无人机中的特殊安装环境,提出了一种在偏移安装环境中实现三轴向等刚度与准解耦隔振系统的设计方法。首先建立了隔振系统的六自由度动力学模型及其动力学方程,对隔振系统进行动力学分析。分析结果表明:当隔振器的轴径刚... 针对捷联惯组在无人机中的特殊安装环境,提出了一种在偏移安装环境中实现三轴向等刚度与准解耦隔振系统的设计方法。首先建立了隔振系统的六自由度动力学模型及其动力学方程,对隔振系统进行动力学分析。分析结果表明:当隔振器的轴径刚度比为0.8左右且阻尼比大于0.125时系统可以实现设计要求。最后,设计并制造隔振系统,分别在振动台上以及无人机飞行环境中对其进行试验验证。试验结果与理论计算相吻合:隔振系统有效地削弱了偏移安装环境带来的捷联惯组振动问题,可以实现三轴向等刚度设计与准解耦状态。 展开更多
关键词 捷联惯组 隔振系统 无人机 动力学分析 振动控制
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冗余捷联惯组故障诊断的奇异值分解新方法 被引量:10
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作者 任子君 符文星 +1 位作者 张通 闫杰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期412-419,共8页
冗余捷联惯组故障诊断奇异值分解法由于缺少单位化、阈值偏大和隔离策略有缺陷,导致漏警率偏高、误隔离率偏高且无法隔离负向故障。在分析Shim法原理的基础上,采用改进的解耦矩阵、新的故障隔离函数包含单位化和取模的运算,并且将故障... 冗余捷联惯组故障诊断奇异值分解法由于缺少单位化、阈值偏大和隔离策略有缺陷,导致漏警率偏高、误隔离率偏高且无法隔离负向故障。在分析Shim法原理的基础上,采用改进的解耦矩阵、新的故障隔离函数包含单位化和取模的运算,并且将故障检测和隔离分步实施。对改进方法进行蒙特卡洛数字仿真,仿真试验结果表明:新方法克服了Shim法的缺点,具有更高的正检率、更低的误隔离率。尤其对于发生负向故障的器件,改进方法能得到约99%的隔离率。新方法为冗余捷联惯组故障诊断提供一种新思路。 展开更多
关键词 故障诊断 冗余捷联惯组 奇异值分解 解耦矩阵
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外场条件下激光捷联惯组多位置标定方法精度分析 被引量:6
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作者 薛文超 牟玉涛 +1 位作者 黄一 方海涛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期39-45,共7页
从标定算法误差和位置编排对标定精度的影响两个方面对外场激光惯组多位置标定方法的标定精度进行了分析。证明多位置标定中由粗对准姿态角代替精确姿态角所产生的误差为二阶小量,而对加表等效天向误差和陀螺等效北向误差的估计误差会... 从标定算法误差和位置编排对标定精度的影响两个方面对外场激光惯组多位置标定方法的标定精度进行了分析。证明多位置标定中由粗对准姿态角代替精确姿态角所产生的误差为二阶小量,而对加表等效天向误差和陀螺等效北向误差的估计误差会直接影响标定精度。数学仿真表明对于加表零偏10-4g,加表标度因数10-4和陀螺零偏10-2 deg/h数量级的激光惯组,该多位置标定方法的估计精度高于相应误差参数本身2个数量级,说明该方法具有较高精度。在优化位置和非优化位置条件下,多位置标定方法精度的仿真结果在同一个数量级,说明该多位置标定方法对位置编排不敏感。 展开更多
关键词 外场标定 激光捷联惯组 多位置标定 标定精度
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激光捷联惯组的双轴位置转台标定仿真 被引量:34
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作者 严恭敏 秦永元 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第1期123-127,共5页
研究了利用双轴位置转台标定时,水平基准误差和北向基准误差对激光捷联惯组(LSIMU)标定精度的影响。首先建立了LSIMU标定模型和生成惯性器件信息的仿真算法,接着设计了LSIMU标定方案和数据处理方法,最后对LSIMU标定进行仿真和分析。仿... 研究了利用双轴位置转台标定时,水平基准误差和北向基准误差对激光捷联惯组(LSIMU)标定精度的影响。首先建立了LSIMU标定模型和生成惯性器件信息的仿真算法,接着设计了LSIMU标定方案和数据处理方法,最后对LSIMU标定进行仿真和分析。仿真结果表明:水平基准误差为0.4′时,加速度计标定误差将达到116×10-6;当北向基准误差大于5o时,oo标定误差将oo0.0001。 展开更多
关键词 激光捷联惯组 双轴位置转台 标定 仿真
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五冗余捷联惯组最优配置设计 被引量:8
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作者 武唯强 陈康 闫杰 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期18-22,29,共6页
导航制导系统的高可靠性直接决定了固体运载火箭飞行任务完成的质量,而惯组冗余技术是目前提高系统可靠性的主要方式之一。文章以固体运载火箭导航系统中一种三正交两斜置的五冗余捷联惯组配置方式为对象,以导航性能指标最优为目标函数... 导航制导系统的高可靠性直接决定了固体运载火箭飞行任务完成的质量,而惯组冗余技术是目前提高系统可靠性的主要方式之一。文章以固体运载火箭导航系统中一种三正交两斜置的五冗余捷联惯组配置方式为对象,以导航性能指标最优为目标函数,构造了最优配置下的非线性矛盾方程组,采用最小二乘法求解得到最佳逼近解,得到五冗余捷联惯组的最优配置,并通过仿真进行了验证。结果表明,三正交两斜置的五冗余捷联惯组最优配置共有24组解,其全部解的导航性能指标均为1.424 3;当某个正交轴出现故障时,能够从斜置轴信息中重构出正交轴信息,以保证导航信息的准确性和精度,且导航误差在5倍陀螺器件自身误差当量之内。 展开更多
关键词 冗余系统 捷联惯组 优化 配置
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捷联惯组减振系统角振动、线振动共振频率理论分析 被引量:20
9
作者 张志鑫 张大伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期654-657,共4页
当前实际工程中,角振动试验技术和设备尚不成熟。以指导捷联惯组减振系统设计过程为目的,结合捷联惯性组合减振系统对角共振频率的特殊要求,对线振动、角振动共振频率的关系进行了分析与讨论。建立了捷联惯性组合减振系统的动力学模型,... 当前实际工程中,角振动试验技术和设备尚不成熟。以指导捷联惯组减振系统设计过程为目的,结合捷联惯性组合减振系统对角共振频率的特殊要求,对线振动、角振动共振频率的关系进行了分析与讨论。建立了捷联惯性组合减振系统的动力学模型,得到了捷联惯组减振系统数学模型,利用刚体动力学方法分析捷联惯组的转动惯量和回转半径,得出理想情况下捷联惯性组合减振系统线共振、角共振频率存在一定的比例关系,并与减振器安装中心到转动中心线的平均距离和惯组回转半径有关的结论。最后讨论了改变减振系统刚度和减振器布置方式两种改变共振频率的方法,并对两种方法进行了比较。 展开更多
关键词 捷联惯组 减振系统 动力学模型 线振动 角振动
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捷联惯组射前工程化标定技术 被引量:4
10
作者 徐军辉 张维平 +1 位作者 甄占昌 易昭湘 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期505-512,共8页
研究了捷联惯组射前标定技术,改进和优化了原有的射前标定方案。射前标定工程应用的关键是初始方位角的确定,这是分离陀螺仪误差系数的基础,精瞄结束后,可以获得弹体坐标系与参考坐标系之间确定的信息。利用精瞄信息,提出了反向导航法... 研究了捷联惯组射前标定技术,改进和优化了原有的射前标定方案。射前标定工程应用的关键是初始方位角的确定,这是分离陀螺仪误差系数的基础,精瞄结束后,可以获得弹体坐标系与参考坐标系之间确定的信息。利用精瞄信息,提出了反向导航法以解决射前标定中的初始方位角确定问题,解决了射前标定的工程化应用问题。提出了迭代算法,减小了历次测试结果对射前标定精度的影响,提高了射前标定的精度。精度分析和试验结果分析表明本文所研究的射前标定方案及相关算法能够满足其工程化应用的要求。 展开更多
关键词 捷联惯组 射前标定 反向导航 迭代算法 工程化应用
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捷联惯组空间五点减振的振动耦合分析 被引量:15
11
作者 章博 任娟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1030-1035,共6页
针对某型光纤(FOG)捷联惯组(sINs)的轻量化设计要求,采用了空间五点减振的布局方案。基于弹性中心理论计算了空间五点减振系统的弹性中心和偏心量,在捷联惯组存在质心偏移的情况下,增设第五点减振器可以将减振系统的弹性中心和... 针对某型光纤(FOG)捷联惯组(sINs)的轻量化设计要求,采用了空间五点减振的布局方案。基于弹性中心理论计算了空间五点减振系统的弹性中心和偏心量,在捷联惯组存在质心偏移的情况下,增设第五点减振器可以将减振系统的弹性中心和捷联惯组惯性测量系统质心之间的偏心量减少到1.42mm。从刚体动力学出发对振动耦合的解耦条件进行了讨论,指出捷联惯组在惯性主轴偏移的情况下,空间五点减振系统无法实现角振动的解耦,但是通过调整IMU结构布局的质心,或通过调整减振器的刚度比,都可以实现线振动和角振动的解耦。用有限元方法对上述两种解耦方案下捷联惯组的冲击响应进行了计算,仿真结果表明,调节质心和调整减振器刚度两种方法对于降低IMU振动耦合的效果均较为理想,由线冲击引起的角振动降低了约29—100倍。 展开更多
关键词 光纤陀螺 捷联惯组 减振器 振动耦合
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基于Bootstrap方法的捷联惯组历次测试数据验前分布研究 被引量:5
12
作者 徐军辉 肖正林 钱培贤 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期407-411,共5页
针对捷联惯性测量组合(捷联惯组)历次测试数据小样本的特点,在总体分布参数形式未知的情况下,根据已有的先验信息,提出了通过Bootstrap重采样技术,获得捷联惯组历次测试数据总体参数的验前分布。结合当前样本信息,给出捷联惯组历次测试... 针对捷联惯性测量组合(捷联惯组)历次测试数据小样本的特点,在总体分布参数形式未知的情况下,根据已有的先验信息,提出了通过Bootstrap重采样技术,获得捷联惯组历次测试数据总体参数的验前分布。结合当前样本信息,给出捷联惯组历次测试数据的验后分布。将统计推断建立在验后分布基础之上,可以减小小样本情况下的统计分析误差。 展开更多
关键词 捷联惯组 历次测试数据 自助方法 验前分布 验后分布 小样本
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利用ESO和TD进行的激光捷联惯组误差参数外场标定方法 被引量:12
13
作者 杨晓霞 黄一 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期1-9,15,共10页
对外场条件下激光捷联惯组9个误差参数的标定问题进行了研究,包括加速度计零偏、加速度计标度因数误差以及陀螺零偏。对外场静基座条件下9个误差参数的可观测性进行了分析,并且从理论上推导出在不需要其他外界基准信息的前提下,仅根据... 对外场条件下激光捷联惯组9个误差参数的标定问题进行了研究,包括加速度计零偏、加速度计标度因数误差以及陀螺零偏。对外场静基座条件下9个误差参数的可观测性进行了分析,并且从理论上推导出在不需要其他外界基准信息的前提下,仅根据导航速度误差和位置误差来完成9个误差参数标定的最少位置数,给出了一种利用扩张状态观测器(ESO)和跟踪微分器(TD)提取导航速度误差的微分信息,从而快速估计惯组9个误差参数的算法。用一组可行的多位置编排进行了惯组的9个误差参数标定的仿真验证,结果表明,该算法简单,精度高,易于在外场实现。 展开更多
关键词 外场标定 激光捷联惯组 可观测性 扩张状态观测器 跟踪微分器
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捷联惯组历次测试数据时间序列建模与预报 被引量:6
14
作者 徐军辉 肖正林 钱培贤 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S5期620-623,共4页
提出了捷联惯组历次测试数据时间序列分析法。针对惯组历次测试数据少,小样本建模困难的问题,提出了通过二次修正插值的方法,构建惯组历次测试数据建模分析所需的时间序列。为解决惯组历次测试数据小样本建模问题提供一种可行的途径。... 提出了捷联惯组历次测试数据时间序列分析法。针对惯组历次测试数据少,小样本建模困难的问题,提出了通过二次修正插值的方法,构建惯组历次测试数据建模分析所需的时间序列。为解决惯组历次测试数据小样本建模问题提供一种可行的途径。最后通过时间序列预报,预测惯组误差系数的变化趋势,为使用、分析、挑选惯组提供了理论依据。 展开更多
关键词 捷联惯组 历次测试数据 时间序列 小样本建模
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挠性捷联惯组振动环境下适应性及导航精度分析 被引量:4
15
作者 党建军 罗建军 万彦辉 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期13-16,共4页
针对挠性捷联惯组对振动环境敏感,在振动条件下动态精度差的特点,分析了其振动适应性,研究了在不同振动条件下的导航精度。指出了挠性捷联惯组振动适应性差的主要原因是挠性陀螺仪在振动条件下产生了附加漂移。精度振动导航试验结果表明... 针对挠性捷联惯组对振动环境敏感,在振动条件下动态精度差的特点,分析了其振动适应性,研究了在不同振动条件下的导航精度。指出了挠性捷联惯组振动适应性差的主要原因是挠性陀螺仪在振动条件下产生了附加漂移。精度振动导航试验结果表明,将挠性捷联惯组的振动衰减至1g左右,可以使挠性捷联惯组具有良好的"天-地"一致性。提出了提高挠性捷联惯组振动适应性的方法。 展开更多
关键词 挠性陀螺仪 捷联惯组 加速度计 振动 导航
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挠性捷联惯组的多位置对准技术 被引量:4
16
作者 芦佳振 张春熹 魏莹莹 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期562-567,共6页
弹用惯组的误差是影响系统落点导航精度的关键因素。针对如何利用已知的航向信息最大程度地提高弹用挠性陀螺的实际使用精度的问题,将多位置对准技术应用于惯组误差的在线标定,利用行列式法对陀螺静态漂移误差进行了可观性分析,给出常... 弹用惯组的误差是影响系统落点导航精度的关键因素。针对如何利用已知的航向信息最大程度地提高弹用挠性陀螺的实际使用精度的问题,将多位置对准技术应用于惯组误差的在线标定,利用行列式法对陀螺静态漂移误差进行了可观性分析,给出常用两位置对准的理论分析及最优三位置的限定方程。仿真结果表明,最优三位置对准可以有效分离常值漂移和与比力一次项有关的漂移,实现挠性陀螺静态漂移误差状态变量全部可观测,最大程度地降低其对系统误差的影响。 展开更多
关键词 挠性捷联惯组 多位置对准 标定 误差模型 比力敏感误差
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一种高精度捷联惯组方位引出方法 被引量:2
17
作者 仲岩 王丹丹 +3 位作者 王兴全 王东升 李彦征 孙学成 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期845-848,共4页
设计了捷联惯组方位基准镜安装误差的标定方法,实现了高精度的方位引出。首先,把捷联惯组固定在标准六面体内,在高精度转台上进行捷联惯组的参数标定,使捷联惯组导航坐标系与标准六面体一致;然后,在有L形靠面的水平大理石平板上,借助实... 设计了捷联惯组方位基准镜安装误差的标定方法,实现了高精度的方位引出。首先,把捷联惯组固定在标准六面体内,在高精度转台上进行捷联惯组的参数标定,使捷联惯组导航坐标系与标准六面体一致;然后,在有L形靠面的水平大理石平板上,借助实验室内高精度的北向方位基准,使用经纬仪对平面镜与标准六面体之间的安装误差进行标定。通过坐标系间姿态矩阵转换,修正安装误差后,平面镜成为方位基准镜,从而实现捷联惯组的方位角引出,其均方误差不大于3″。 展开更多
关键词 捷联惯组 方位引出 高精度转台 标准六面体 标定
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基于分形的捷联惯组历次测试数据混合插值算法(英文) 被引量:3
18
作者 徐军辉 秦永元 龙瑞 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期261-266,共6页
针对捷联惯组历次测试数据小样本、非等间隔、非线性的问题,提出了一种基于分形插值的三次混合插值算法。通过第一次分形插值保证原始测试数据的变化趋势;通过第二次样条函数插值保证了插值的准确性,实现原始测试数据等间隔化;通过第三... 针对捷联惯组历次测试数据小样本、非等间隔、非线性的问题,提出了一种基于分形插值的三次混合插值算法。通过第一次分形插值保证原始测试数据的变化趋势;通过第二次样条函数插值保证了插值的准确性,实现原始测试数据等间隔化;通过第三次分段线性插值,扩大样本容量,同时保证了原有测试序列的统计特性不变。实例分析表明,该算法很好的实现了对捷联惯组历次测试数据的等间隔处理和样本容量扩大,为捷联惯组历次测试数据小样本建模分析提供良好的基础。 展开更多
关键词 捷联惯组 历次测试数据 小样本 非等间隔 分形插值
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捷联惯组中陀螺组合标定方法研究 被引量:7
19
作者 严恭敏 秦永元 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第SD期872-875,共4页
捷联惯组(SIMU)标定是惯性导航的前提,标定结果的好坏将对惯性导航精度产生直接的影响。利用方向余弦法推导了陀螺组合的标定模型,在使用位置转台和没有精确的北向参考基准情况下,阐述了提高陀螺组合标定精度的方法,这些方法的核心是尽... 捷联惯组(SIMU)标定是惯性导航的前提,标定结果的好坏将对惯性导航精度产生直接的影响。利用方向余弦法推导了陀螺组合的标定模型,在使用位置转台和没有精确的北向参考基准情况下,阐述了提高陀螺组合标定精度的方法,这些方法的核心是尽量减小或估计出地球自转运动的影响。最后对各标定方法实用性进行了简要分析和比较。 展开更多
关键词 捷联惯组 标定 姿态更新 误差补偿
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提高捷联惯组使用精度的方法研究 被引量:2
20
作者 徐军辉 郑玉航 +1 位作者 汪立新 易昭湘 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期404-409,共6页
针对导弹武器捷联惯组使用精度不高的问题,提出了通过射前标定和误差系数补偿修正技术来提高其使用精度。不借助任何外部工具,完全依靠导弹自身提供的信息,射前标定11个误差系数,利用单次通电特性及等效补偿和落点偏差二次修正技术来减... 针对导弹武器捷联惯组使用精度不高的问题,提出了通过射前标定和误差系数补偿修正技术来提高其使用精度。不借助任何外部工具,完全依靠导弹自身提供的信息,射前标定11个误差系数,利用单次通电特性及等效补偿和落点偏差二次修正技术来减小落点偏差。弹道仿真结果表明,射前标定方法结合误差系数补偿修正技术能够有效地提高导弹的命中精度。 展开更多
关键词 捷联惯组 射前标定 补偿修正 落点精度 弹道仿真
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