擺式積分陀螺加速度計(jì)（以下簡稱陀螺加速度計(jì)）作為慣性導(dǎo)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(dǎo)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(guān)系導(dǎo)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(jì)在高g₀實(shí)際工作環(huán)境下的誤差機(jī)理研究和建模成為了亟需解決的問題。由于陀螺加速度計(jì)的非線性二次項(xiàng)誤差本身很小,傳統(tǒng)重力場由于輸入激勵(lì)不足,難以精確測量。低頻線振動(dòng)臺(tái)能夠?yàn)橥勇菁铀俣扔?jì)提供低頻、大過載的輸入激勵(lì),同時(shí)相比于離心機(jī)和火箭橇,其還具有便于開展試驗(yàn)、成本低的優(yōu)點(diǎn)。本文從工程實(shí)際需求出發(fā),研究了陀螺加速度計(jì)在低頻線振動(dòng)臺(tái)上的非線性二次項(xiàng)系數(shù)分離標(biāo)定測試方法和工程實(shí)現(xiàn),并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。首先,對陀螺加速度計(jì)進(jìn)行了原理分析,并通過建立坐標(biāo)系推導(dǎo)了其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,進(jìn)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(jì)輸出造成的影響,最終建立了陀螺加速度計(jì)的誤差模型,并給出了各誤差項(xiàng)系數(shù)的物理意義。針對高g₀試驗(yàn)設(shè)備選取,分析了離心機(jī)、火箭橇和低頻線振動(dòng)臺(tái)三種大過載試驗(yàn)設(shè)備的加速度和頻率的覆蓋范圍以及試驗(yàn)開... 

【文章來源】：中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)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(jì)發(fā)展
        1.2.2 國內(nèi)陀螺加速度計(jì)發(fā)展
        1.2.3 國外陀螺加速度計(jì)測試設(shè)備和誤差模型研究
        1.2.4 國內(nèi)陀螺加速度計(jì)測試設(shè)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(jì)工作原理和誤差模型分析
    2.1 概述
    2.2 陀螺加速度計(jì)工作原理
    2.3 陀螺加速度計(jì)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        2.3.1 角速度及動(dòng)量矩分析
        2.3.2 外力矩分析
        2.3.3 陀螺加速度計(jì)輸出方程
    2.4 陀螺加速度計(jì)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(yīng)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(dòng)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)的陀螺加速度計(jì)誤差模型建立
    2.6 本章小結(jié)
3 陀螺加速度計(jì)測試技術(shù)
    3.1 概述
    3.2 重力場試驗(yàn)
        3.2.1 正倒置試驗(yàn)
        3.2.2 六位置翻滾試驗(yàn)
        3.2.3 輸出軸試驗(yàn)
    3.3 高g_0場試驗(yàn)
        3.3.1 精密離心機(jī)試驗(yàn)
        3.3.2 低頻線振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
4 低頻線振動(dòng)臺(tái)測試系統(tǒng)及其誤差分析
    4.1 陀螺加速度計(jì)的高g_0測試設(shè)備選擇
    4.2 低頻線振動(dòng)臺(tái)測試系統(tǒng)
        4.2.1 線振動(dòng)臺(tái)類型選擇
        4.2.2 低頻線振動(dòng)臺(tái)工作原理
    4.3 低頻線振動(dòng)臺(tái)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(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)誤差
    4.4 低頻線振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)誤差對陀螺加速度計(jì)輸出的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 陀螺加速度計(jì)在低頻線振動(dòng)臺(tái)上的測試技術(shù)
    5.1 陀螺加速度計(jì)放置方式
    5.2 陀螺加速度計(jì)輸入軸二次項(xiàng)系數(shù)k_(2x)標(biāo)定試驗(yàn)
        5.2.1 測試時(shí)間T_m選擇低頻線振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)周期的整數(shù)倍N_t
        5.2.2 測試時(shí)間T_m選擇陀螺加速度計(jì)進(jìn)動(dòng)圈數(shù)的整數(shù)倍N_p
    5.3 陀螺加速度計(jì)交叉耦合二次項(xiàng)系數(shù)k_(2xy)標(biāo)定試驗(yàn)
        5.3.1 測試時(shí)間T_m選擇低頻線振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)周期的整數(shù)倍N_t
        5.3.2 測試時(shí)間T_m選擇陀螺加速度計(jì)進(jìn)動(dòng)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(shí)間為振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)周期整數(shù)倍時(shí)引起的測量誤差
        5.4.2 測試時(shí)間為陀螺加速度計(jì)進(jìn)動(dòng)圈數(shù)整數(shù)倍時(shí)引起的測量誤差
    5.5 低頻線振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)誤差對陀螺加速度計(jì)非線性二次項(xiàng)誤差系數(shù)標(biāo)定的影響
        5.5.1 波形畸變對陀螺加速度計(jì)非線性二次項(xiàng)誤差系數(shù)標(biāo)定的影響
        5.5.2 橫向加速度對陀螺加速度計(jì)非線性二次項(xiàng)誤差系數(shù)標(biāo)定的影響
        5.5.3 寄生轉(zhuǎn)動(dòng)對陀螺加速度計(jì)非線性二次項(xiàng)誤差系數(shù)標(biāo)定的影響
        5.5.4 安裝誤差對陀螺加速度計(jì)非線性二次項(xiàng)誤差系數(shù)標(biāo)定的影響
    5.6 本章小結(jié)
6 陀螺加速度計(jì)在低頻線振動(dòng)臺(tái)上的試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理
    6.1 陀螺加速度計(jì)在低頻線振動(dòng)臺(tái)上的試驗(yàn)系統(tǒng)搭建
        6.1.1 低頻線振動(dòng)臺(tái)及其指標(biāo)測試
        6.1.2 陀螺加速度計(jì)控制采集系統(tǒng)
        6.1.3 負(fù)載及工裝
    6.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析
        6.2.1 波形畸變對陀螺加速度計(jì)非線性二次項(xiàng)影響的定量分析
        6.2.2 橫向加速度對陀螺加速度計(jì)非線性二次項(xiàng)影響的定量分析
        6.2.3 寄生轉(zhuǎn)動(dòng)對陀螺加速度計(jì)非線性二次項(xiàng)影響的定量分析
        6.2.4 臺(tái)面安裝誤差對陀螺加速度計(jì)非線性二次項(xiàng)影響的定量分析
        6.2.5 陀螺加速度計(jì)誤差模型系數(shù)標(biāo)定及其顯著性分析
7 結(jié)論
    7.1 論文的主要工作及結(jié)論
    7.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 后續(xù)工作設(shè)想
參考文獻(xiàn)
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(yīng)表
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種精密離心機(jī)誤差分析與精度評定方法[J]. 王勝利,劉合朋,胡吉昌,鐘正虎,張春京.  導(dǎo)航與控制. 2018(04)
[2]基于加速度計(jì)的軸系垂直度靜動(dòng)基座測量方法[J]. 柳慧泉,郭益德.  導(dǎo)航與控制. 2018(01)
[3]三浮陀螺伺服測試誤差系數(shù)估計(jì)方法[J]. 王永彤,朱志剛,郭宗本,徐超.  導(dǎo)航與控制. 2017(01)
[4]旋轉(zhuǎn)加速度計(jì)重力梯度儀加速度計(jì)標(biāo)度因數(shù)實(shí)時(shí)反饋調(diào)整方法[J]. 錢學(xué)武,蔡體菁.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]高精度加速度計(jì)閾值的重力二次細(xì)分測試方法[J]. 馬仁冬,楊功流,張馗,鄭煒楨.  導(dǎo)航與控制. 2015 (04)
[6]捷聯(lián)慣性組合誤差模型相關(guān)性分析方法[J]. 劉璠,魏宗康.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(05)
[7]靜基座捷聯(lián)慣性組合加速度計(jì)高階誤差項(xiàng)顯著性分析[J]. 劉璠,楊洋,魏宗康,趙龍.  導(dǎo)航與控制. 2014 (05)
[8]基于橢球假設(shè)的三軸加速度計(jì)誤差標(biāo)定與補(bǔ)償[J]. 劉艷霞,方建軍,楊清梅.  傳感器與微系統(tǒng). 2014(06)
[9]周邊彈道導(dǎo)彈發(fā)展戰(zhàn)略及威脅分析[J]. 劉洪引,李體方,南海陽,汪陽天.  飛航導(dǎo)彈. 2014(05)
[10]基于速度誤差的系統(tǒng)級標(biāo)定方法[J]. 徐慶九,孫時(shí)珍,戴洪德.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(01)

博士論文
[1]基于線振動(dòng)的陀螺儀二次項(xiàng)誤差測試方法[D]. 鄒仲賢.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于離心機(jī)的慣性儀表測試方法研究與誤差分析[D]. 王世明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]超低頻標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)相關(guān)設(shè)計(jì)理論及運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究[D]. 王春宇.浙江大學(xué) 2013
[4]插值型移動(dòng)最小二乘法及其無網(wǎng)格方法的誤差估計(jì)[D]. 王聚豐.上海大學(xué) 2013
[5]低頻線振動(dòng)臺(tái)的重復(fù)控制研究[D]. 趙富.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[6]MEMS慣性器件參數(shù)辨識(shí)及系統(tǒng)誤差補(bǔ)償技術(shù)[D]. 何昆鵬.哈爾濱工程大學(xué) 2009

碩士論文
[1]三浮陀螺加速度計(jì)溫度模型的分析與研究[D]. 劉畢炎.中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院 2017
[2]線振動(dòng)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(xué) 2016
[3]基于MAPLESIM的高精度線振動(dòng)臺(tái)控制與試驗(yàn)技術(shù)研究[D]. 李麗永.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]加速度計(jì)多參量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 趙光忠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]陀螺加速度計(jì)在精密離心機(jī)上的測試誤差分析[D]. 吳聞鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[6]高精度加速度計(jì)標(biāo)定與補(bǔ)償技術(shù)研究[D]. 李永光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[7]平臺(tái)系統(tǒng)精密離心機(jī)測試方法研究[D]. 張皓之.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[8]線振動(dòng)臺(tái)測控問題的研究[D]. 崔勝剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[9]精密離心機(jī)誤差分析與補(bǔ)償方法研究[D]. 陳巖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3598282