导航与控制

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夏刚, 魏宗康, 邓正隆

导航与控制. 2010, 9(1): 1-5.

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动调陀螺仪是一个两自由度陀螺仪,存在章动运动。在捷联系统中,通过陀螺仪伺服回路来敏感角速率。但由于工程上采用简化模型进行单轴伺服回路的设计,没有消除章动运动产生的噪声,使得系统输出噪声幅值较大。本文提出了一种多变量控制方法来实现陀螺仪伺服回路的解耦,通过试验表明该方法有效减小了噪声,提高了系统的精度,满足系统要求。

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单浮点cordic算法的FPGA实现及其在导航算法中的应用

高延滨, 阙兴涛, 彭浩

导航与控制. 2010, 9(1): 6-11.

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本文从提高导航算法中三角函数运算速度的角度出发,设计了双模式IEEE-754标准单浮点精度的cordic算法,在保证运算精度的前提下,最大限度的优化了资源和速度,整个算法消耗1.2K的逻辑资源,系统时钟可达100M,在单浮点精度的范围里,可以在66个时钟周期内完成正弦,余弦和反正切的运算,并且作为用户自定义指令成功添加到niosⅡIDE中。整个算法占用面积小,速度快,使用方便,在导航算法以及其他涉及三角函数运算的场合中有很强的应用价值。

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无线电辅助捷联惯性导航系统的设计及工程实现

郭涛, 韩军海, 郭琳

导航与控制. 2010, 9(1): 12-16.

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为确保飞行器在没有GPS(全球定位系统)信号的情况下仍能保持高精度导航能力,在SINS(捷联惯性导航系统)/GPS/Altimeter(高度表)组合系统的基础上,设计了Radio(无线电)辅助SINS组合导航系统。该系统通过一定的组合算法将SINS与无线电信息有效组合,不仅可以满足系统精度的要求,而且工作可靠、输出信息平滑稳定。本文介绍了该系统的原理、设计方案、组成以及工程技术难点。飞行试验结果显示该系统能够满足设计精度要求,为系统在恶劣条件下的应用提供了一个有效的解决方案。

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一种改进的捷联惯导系统划船补偿算法

贾京林

导航与控制. 2010, 9(1): 17-22.

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高精度的划船效应补偿算法是提高高动态、恶劣振动环境下捷联惯性导航系统性能的重要手段之一。鉴于所研究系统的陀螺及加速度计的输出都是脉冲,因此可以转化得到载体的角速率、加速度、角增量和速度增量。本文将角速率,角增量以及加速度,速度增量信号同时引入速度更新计算当中,提出了一类新的划船效应补偿算法。对这类新划船效应补偿算法的系数方程进行了推导并对其补偿性能进行了分析。根据系数方程列出了几种补偿算法的系数和补偿误差。采用典型划船运动作为测试输入,对列出的新算法进行了仿真研究。仿真结果表明,与传统的划船补偿算法相比,新算法具有更高的补偿精度。

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小波滤波在光纤陀螺捷联惯导系统初始对准中的应用研究

刘玲, 李昊, 黄继勋

导航与控制. 2010, 9(1): 23-28.

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针对光纤陀螺车载捷联惯导系统在晃动基座下传感器测量噪声增大,导致对准精度降低、对准时间长的问题,本文对小波滤波方法在光纤陀螺捷联惯导系统初始对准中的预滤波处理进行了研究,确定了合适的小波尺度分解级数及小波基,并进行实验验证。实验结果表明:此方法有效降低了光纤陀螺的测量噪声,提高了航向角的对准精度并缩短对准时间,在工程上具有一定的参考价值。

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捷联惯性导航传统比力积分算法与对偶四元数算法的比较研究

杨伟光, 吴文启, 宋敏

导航与控制. 2010, 9(1): 29-34.

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捷联惯性导航速度更新算法中,将载体坐标系中的比力积分增量变换到导航参考坐标系中,载体姿态变化的影响通常采用一阶近似模型进行计算。本文分析了包括角振动和加速运动的动态运动下一阶近似模型的局限,在典型角振动及加速运动条件下对忽略姿态变化二阶项造成的速度更新误差进行了理论分析。通过比较,揭示了对偶四元数比力积分算法精度高于传统比力积分算法的原因,即和传统比力积分算法相比,对偶四元数比力积分算法等价于考虑了载体姿态变化影响的二阶项。通过典型角振动及加速运动条件下传统捷联惯性导航算法和对偶四元数导航算法的仿真比较,对理论分析结果进行了验证。

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阵地测量对雷达组网作战中交叉定位误差的影响分析

李国宏, 武坚, 曾番, 李炯

导航与控制. 2010, 9(1): 35-38.

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根据雷达组网作战中交叉定位的工作原理,分析了影响交叉定位测距误差的因素。根据阵地测量的实际情况,分析了阵地测量对交叉定位中基线长度和目标视角测量误差的影响。最后通过绘图分析了阵地测量对交叉定位测距误差的影响,得出了阵地测量精度对交叉定位测距误差的影响较大等重要结论。

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高速电路PCB设计与仿真

张瑞锋, 夏刚, 王汀

导航与控制. 2010, 9(1): 39-42.

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在某测试系统核心板PCB设计中,基于IBIS模型,利用Cadence软件对SDRAM和主CPU间的高速信号进行信号完整性仿真,依靠仿真结果指导PCB设计,对关键网络的走线长度以及拓扑结构等做预先设计,有助于提高系统性能、减小失败风险和缩短开发周期。

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激光陀螺稳频测试技术研究

林小匡, 马戈, 尹焱

导航与控制. 2010, 9(1): 43-46.

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本文研究了机抖激光陀螺稳频系统性能测试的两种新方法:压电扫频和光强扫频。通过两种方法实现对稳频抓卡系统进行动、静态测试,描绘出稳频系统在工作频率段(5KHz~18KHz)范围内的谐振峰特性曲线。试验结果表明,两种方法,尤其是光强扫频,更具有实际操作性,有助于稳频电路调试参数的选择,从而有效地避开谐振峰,提高激光陀螺工作的稳定性及环境适应性,也为稳频系统电路设计提供了改进方向和依据。

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一种新型的硅片转子调谐陀螺仪

曹慧亮, 李宏生, 王寿荣, 杨波, 黄丽斌, 李坤宇

导航与控制. 2010, 9(1): 47-50.

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本文介绍一种硅薄片转子调谐式陀螺仪。该陀螺仪继承了动力调谐陀螺仪的结构形式和工作原理,利用微电机驱动陀螺转子,利用两对扭杆和平衡环实现动力调谐,其扭杆、平衡环、陀螺转子和信号器、力矩器均由微机械工艺加工,转子偏角采用差动电容检测,力平衡反馈通过静电力实现。论文详细介绍了该陀螺仪的结构,分析了调谐条件和信号器、力矩器标度因数,讨论了信号检测与力反馈回路的组成与原理。硅薄片转子调谐陀螺仪的体积和质量略大于硅微机械陀螺仪,精度与动力调谐陀螺仪相近(理论可达0.01°/h或更高),且环境适应性较好,成本低,适于要求较高精度和小体积的应用场合。

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磁悬浮定中偏差对陀螺加速度计精度的影响

孙鹏飞, 严小军, 赵晓萍

导航与控制. 2010, 9(1): 51-56.

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在陀螺加速度计磁悬浮定中测试实验中发现,当加表处于斜置状态时,磁悬浮不能使浮子轴精确定中,浮子轴两端出现了周期性的摆动。本文分析了这一现象的产生机理,并进一步从不同方面研究了磁悬浮不能使浮子轴精确定中对加表测量精度的影响,推导了误差公式。

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光纤环的不对称性对光纤陀螺温度梯度效应影响的研究

冯文帅, 王学锋, 李晶, 杨学礼, 于海成

导航与控制. 2010, 9(1): 57-62.

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本文以匝为单位对光纤环引起的Shupe误差模型进行了量化分析,并提出了一种新的光纤环内部温度分布模型。针对四极对称绕制的光纤环,理论研究了光纤环的不对称性对光纤陀螺温度梯度效应的影响,并进行了实验验证,实验结果与理论吻合得较好。

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研具对半球型动压气浮轴承球面成型精度的影响

王晓瑜, 曹清, 李建春

导航与控制. 2010, 9(1): 63-65.

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本文分析研具对半球型动压气浮轴承零件球面成型精度的影响,提出了研具设计的准则,并通过试验验证了研具设计方法的正确性。

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仪表级SiC/Al复合材料的应用研究与实践

武高辉, 姜龙涛, 修子扬, 康鹏超, 苟华松, 张强

导航与控制. 2010, 9(1): 66-70.

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针对下一代惯性仪表结构材料在应用中存在问题的现状,开展仪表级复合材料的应用研究,攻克了复合材料稳定化组分设计,高致密、大尺寸复合材料制备技术,尺寸稳定化评价技术和仪表级复合材料稳定化工艺四项关键技术,实现了仪表级SiC_P/Al在惯性仪表结构件上的成功应用,分析了该材料应用于惯性仪表可能带来的效果,并指出了制约仪表级SiC_P/Al在惯性仪表零部件上应用的问题。

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金属基复合材料环的机械加工工艺探讨

张文慧, 刘湘宾

导航与控制. 2010, 9(1): 71-74.

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新型材料金属基复合材料的机械加工目前在国内外都是一个重大课题。通过广泛查阅大量资料,本文对金属基复合材料的制备、及其性能特点作了简单的介绍,并对某型号精密环类零件的机械加工工艺设计思想及在实践中摸索的诸如加工刀具、设备和切削参数等进行了总结,希望能为今后的科研生产提供可借鉴的经验。

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三轴转台外框架结构形式对比分析

于洋, 钟正虎

导航与控制. 2010, 9(1): 75-79.

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基于有限元方法,对某项目三轴转台的外框架两种结构进行静态、动态的分析比较,通过两种框架形式的重量、转动惯量、变形、等效应力、谐振频率的对比,最终确定了该转台外框的较优结构。

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2010年, 第9卷, 第1期　刊出日期：2010-02-05

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