本文關(guān)鍵詞：固態(tài)振動陀螺建模及誤差分析

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【摘要】：陀螺儀是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以及慣性技術(shù)核心的敏感元件,其中,固態(tài)振動陀螺作為一類新型陀螺因其自身具有壽命高、可靠性高、成本低等優(yōu)勢而成為了航空、航海、空間探測等首選的陀螺儀之一。當(dāng)固態(tài)振動陀螺被應(yīng)用于導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制系統(tǒng)中時,是整個系統(tǒng)至關(guān)重要的一環(huán),其精度直接影響控制系統(tǒng)的性能,因此對固態(tài)振動陀螺進(jìn)行研究是十分有必要的。建立精確的數(shù)學(xué)模型是對固態(tài)振動陀螺進(jìn)行研究的基礎(chǔ),然而已有的理想的模型雖然能夠反映出諧振子的基本工作原理,但實際應(yīng)用中由于自身加工精度不高以及工作環(huán)境等方面的原因常常會存在誤差,使得陀螺的測量精度受到影響,因此需要建立含有誤差項的動力學(xué)模型,對影響陀螺精度的誤差源進(jìn)行分析,并研究誤差項對陀螺儀工作的影響,進(jìn)而為抑制誤差提供理論依據(jù),最終達(dá)到提高控制系統(tǒng)性能的目的。本文以固態(tài)振動陀螺的典型代表半球諧振陀螺為研究對象,針對其動力學(xué)方程的建立、誤差模型的提出、誤差源的分析以及誤差項對于陀螺精度的影響等方面的問題進(jìn)行了研究。在綜述了固態(tài)振動陀螺的基礎(chǔ)上,介紹了目前固態(tài)振動陀螺在國內(nèi)外的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀,指出了提高陀螺精度的意義與重要性。建立了精確的等效數(shù)學(xué)模型,使固態(tài)振動陀螺的分析得到了簡化。以古典的基于彈性力學(xué)、薄殼理論建立的半球諧振子球殼基本方程為基礎(chǔ),分析了半球諧振子球殼上質(zhì)點的伸長率和角變的表達(dá)式,進(jìn)而采用拉格朗日力學(xué)的方法,求取球殼的動能和彈性勢能,代入拉格朗日方程推導(dǎo)并建立了理想化的半球諧振陀螺諧振子的動力學(xué)方程,最終通過變量代換使模型等效為質(zhì)量塊在二維空間的簡諧振動的等效模型。以理想化的半球諧振陀螺動力學(xué)方程為基礎(chǔ),建立了包含誤差項動力學(xué)方程�？紤]了在實際工程中存在常見的兩類誤差源項,即頻率裂解項和非均阻尼項,進(jìn)一步采用均值法將此含有誤差源的動力學(xué)方程推導(dǎo)轉(zhuǎn)化為橢圓方程,以四個橢圓軌道參數(shù)來描述諧振子的振動過程,使方程結(jié)構(gòu)明確。根據(jù)建立的誤差模型,分析頻率裂解誤差和非均阻尼誤差對半球諧振陀螺儀性能的影響。分別對橢圓方程中的各軌道參數(shù)方程,即主波波腹方程、正交波波腹方程,以及主波波腹軸方位角方程,進(jìn)行分析,并利用MATLAB進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明,當(dāng)誤差項存在時各軌道參數(shù)將發(fā)生變化,由此可以根據(jù)其變化規(guī)律為誤差抑制工作提供理論支撐,進(jìn)而達(dá)到提高陀螺精度的目的。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN96

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高勝利;吳簡彤;;全角模式半球諧振陀螺的信號檢測法研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2006年01期

2 呂志清;半球諧振陀螺在宇宙飛船上的應(yīng)用[J];壓電與聲光;1999年05期

3 樊尚春,劉廣玉,王振均;半球諧振陀螺的理論與實驗研究[J];測控技術(shù);1994年01期

4 雷霆;彭慧;丁芩華;江黎;方針;;半球陀螺微振動電容檢測模型與分析[J];壓電與聲光;2011年01期

5 樊尚春,劉廣玉;半球諧振陀螺振子耦合振動的近似解析分析[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;1997年06期

6 盛立昊;汪立新;吳雙磊;董金龍;;半球諧振陀螺線振動試驗分析[J];四川兵工學(xué)報;2013年11期

7 雷霆;向培勝;覃施u&;周強;金雷;韓世川;簡輻斌;;半球諧振陀螺敏感器傳輸特性分析[J];壓電與聲光;2013年04期

8 楊勇;胡曉東;譚文躍;方針;冉宇;余波;;基于優(yōu)化半球陀螺諧振子性能的工藝技術(shù)[J];壓電與聲光;2014年02期

9 李廣勝;蔣英杰;孫志強;謝紅衛(wèi);;基于AR多變量模型的半球諧振陀螺溫度漂移建模[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2009年10期

10 卿榮康;我國振動慣性器件的新進(jìn)展[J];壓電與聲光;1990年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 呂志清;;半球諧振陀螺及其應(yīng)用[A];新世紀(jì) 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

2 周小剛;汪立新;佘嬙;佘詩武;錢培賢;;半球諧振陀螺加速度影響分析與實驗研究[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（2）[C];2008年

3 呂志清;;半球諧振陀螺(HRG)的最新進(jìn)展[A];中國慣性技術(shù)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會第四次學(xué)術(shù)交流會暨重慶慣性技術(shù)學(xué)會第八次學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2000年

4 呂志清;;半球諧振陀螺(HRG)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[A];2003年慣性技術(shù)科技工作者研討會論文集[C];2003年

5 李先梅;蔣春橋;余波;張挺;彭慧;雷霆;方針;;半球諧振陀螺Q值測試技術(shù)研究[A];中國慣性技術(shù)學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

6 方針;張巧云;呂志清;;慣性技術(shù)的新發(fā)展[A];慣性技術(shù)發(fā)展動能發(fā)展方向研討會論文集[C];2004年

7 方針;雷霆;李先梅;于學(xué)賢;余波;張挺;;CPLD技術(shù)在半球陀螺中的應(yīng)用(摘要)[A];中國慣性技術(shù)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會第五次學(xué)術(shù)交流會暨重慶慣性技術(shù)學(xué)會第九次學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 高勝利;半球諧振陀螺的分析與研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

2 王旭;半球諧振陀螺誤差建模補償與力平衡控制方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

3 謝陽光;基于半球諧振陀螺儀的姿態(tài)測量系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高啟;半球諧振陀螺的動特性分析與抗沖擊研究[D];重慶大學(xué);2009年

2 易康;半球諧振陀螺誤差分析和濾波方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

3 李云;半球諧振陀螺力再平衡數(shù)字控制技術(shù)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

4 林珂;半球諧振陀螺數(shù)字控制電路研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 楊勇;半球諧振陀螺的結(jié)構(gòu)與誤差分析[D];電子科技大學(xué);2014年

6 覃施u&;半球諧振陀螺誤差模型分析及補償技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

7 金鑫;固態(tài)振動陀螺建模及誤差分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

8 楊倩;基于半球諧振陀螺的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

9 李偉;半球諧振陀螺測量誤差分析[D];重慶大學(xué);2010年

10 馮士偉;半球諧振陀螺誤差分析與測試方法設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

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