本文關鍵詞：陀螺加速度計在精密線振動臺上的測試方法及誤差分析

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【摘要】：精密線振動臺是一種重要的用來模擬高加速度環(huán)境的慣導測試設備,它可以為被測慣性儀表——陀螺加速度計,提供足夠高的輸入比力,對陀螺加表的高階非線性誤差模型系數(shù)產(chǎn)生充足的激勵,為精確標定陀螺加表的誤差模型系數(shù)提供試驗條件,最終可以提高其所屬慣導系統(tǒng)的工作精度。因此,設計合適的試驗方法并討論對測試結果產(chǎn)生作用的誤差因素是有十分重要的實際意義的。本文通過選用相應的檢測儀器,運用相應的檢測方法,對精密線振動臺進行了檢測,檢測結果達到了技術指標要求,滿足陀螺加速度計的測試條件。在考慮精密線振動臺各部分誤差源的前提下,以齊次變換方法為數(shù)學工具,建立相關的坐標系,推導出測試點處的坐標系與所建立的基準坐標系之間的位姿變換關系,運用相應的測試方法及數(shù)據(jù)處理方法,得出線振動臺的位姿誤差。在考慮陀螺加表內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間垂直度的前提下建立了陀螺加表的誤差模型,明確了陀螺加表的各項誤差模型系數(shù)與其自身存在的誤差源之間的關系。通過對陀螺加表的誤差機理及在具體應用中的分析,建立了測試所用的陀螺加表簡化誤差模型,并在考慮交叉二次項的情況下建立了相應的誤差模型。為了提高陀螺加表的測試精度,通過建立一系列坐標系,以齊次變換方法為工具,推導了陀螺加表敏感的輸入量表達式,包括輸入比力和輸入角速度兩部分。為了提高陀螺加表高次項誤差模型系數(shù)的標定精度,分別設計了基于線振動臺振動整周期和基于陀螺加速度計進動整周期兩種測試方法對陀螺加速度計在精密線振動臺上進行相應測試試驗。通過對兩種測試方法的比較及相應標定結果的誤差分析,得出陀螺加速度計誤差模型系數(shù)標定精度的影響因素,進而提出了提高標定精度的試驗方法和條件。分別在考慮線振動臺寄生轉動和波形畸變的情況下,采用相應的測試方法對陀螺加速度計相關的誤差模型系數(shù)進行辨識,對所得結果與未考慮寄生轉動和波形畸變情況下的辨識結果進行分析比較,確定了寄生轉動對二次項和三次項誤差模型系數(shù)的影響大小。為了提高陀螺加表誤差模型二次項系數(shù)的辨識精度,在考慮交叉二次項的情況下,設計了交叉二次項系數(shù)的辨識方法,對提高陀螺加表誤差模型系數(shù)的標定精度意義重大。
【關鍵詞】：精密線振動臺 陀螺加速度計 測試方法 位姿誤差 交叉二次項
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V416;V448
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 論文研究的目的與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況11-15
• 1.2.1 陀螺加速度計綜述11-12
• 1.2.2 精密線振動臺綜述12-14
• 1.2.3 陀螺加速度計測試方法綜述14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 線振動臺的工作原理及其誤差的測試技術17-36
• 2.1 引言17
• 2.2 線振動臺的工作原理17-18
• 2.3 線振動臺的主要技術指標及其測試技術18-31
• 2.3.1 頻率范圍和頻率穩(wěn)定度19-20
• 2.3.2 波形畸變20-22
• 2.3.3 振動加速度的穩(wěn)定度22-24
• 2.3.4 垂直寄生轉動24-25
• 2.3.5 水平寄生轉動25-26
• 2.3.6 位姿誤差26-31
• 2.4 線振動臺位姿誤差的測試技術31-35
• 2.5 本章小結35-36
• 第3章 陀螺加速度計的誤差機理分析與建模36-51
• 3.1 引言36
• 3.2 陀螺加速度計的工作原理36-38
• 3.3 陀螺加速度計的誤差源及其誤差機理分析38-43
• 3.3.1 陀螺加速度計運動學方程的建立38-40
• 3.3.2 陀螺加速度計動力學方程的建立40-41
• 3.3.3 外力矩M_x的分析41-43
• 3.4 陀螺加表的誤差模型與誤差樹43-50
• 3.4.1 陀螺加表誤差模型的推導43-46
• 3.4.2 陀螺加速度計的誤差樹及其簡化誤差模型46-50
• 3.5 本章小結50-51
• 第4章 基于線振動臺的陀螺加速度計的測試方法研究及其誤差分析51-81
• 4.1 引言51
• 4.2 考慮線振動臺誤差的陀螺加表輸入量計算51-60
• 4.2.1 精密線振動臺的比力計算51-58
• 4.2.2 陀螺加速度計輸入角速度的計算58-60
• 4.3 誤差模型系數(shù)的辨識方法60-69
• 4.3.1 線振動臺振動整周期法標定陀螺加速度計60-64
• 4.3.2 陀螺加速度計進動整周期法標定陀螺加速度計64-69
• 4.4 線振動臺誤差與PIGA模型系數(shù)辨識結果的關系69-74
• 4.4.1 線振動臺寄生轉動對測試的影響69-72
• 4.4.2 線振動臺波形畸變對測試的影響72-74
• 4.5 陀螺加速度計交叉二次項的測試方法74-78
• 4.6 仿真分析78-80
• 4.7 本章小結80-81
• 結論81-82
• 參考文獻82-85
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文85-87
• 致謝87

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本文編號：685769