2011年, 第10卷, 第3期　刊出日期：2011-08-05

  

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系统与应用
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  无人地效飞行器控制系统研究

  李光春, 李官茂, 高延滨, 何昆鹏, 王庭军

  导航与控制. 2011, 10(3): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.001

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  针对无人地效飞行器的特点,基于MEMS陀螺、加速度计和电子罗盘等传感器设计了飞行控制系统。详细介绍飞行器数学建模、数据融合算法以及飞行控制系统软件设计。仿真结果和实物飞行表明:该系统稳定性好、精度高,能够满足实时控制的要求。
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  惯性平台本体结构共振下的刷丝结构适应性设计

  宋美华, 董利彬, 韦玮, 徐峰涛, 刘自立

  导航与控制. 2011, 10(3): 6-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.002

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  惯性平台本体结构的特点是:由三层(或二层、四层)转动环节套装而成,各转动环节由轴承支撑,外层通过减振器与弹(箭)体相连,形成一个多自由度弹性振动系统。由于转动环节的存在,设计中采用导电环和电刷丝结构传输电信号。通过振动激励试验,确定平台本体弹性系统在低频段存在结构共振点,当电刷丝结构固有频率与该频率点重合或接近时,电刷丝产生抖动,导致接触电阻变大,使其接触可靠性降低。因此,应从电刷丝结构设计、选择材料等几方面入手,使电刷固有频率避开该共振频率点,实现导电环与电刷丝的可靠接触。
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  以灵敏度理论逆问题概念为基础的陀螺平台漂移参数自主标定

  范奎武

  导航与控制. 2011, 10(3): 12-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.003

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  本文在使用灵敏度理论逆问题概念的基础上,针对不可能在专用的实验室内进行陀螺平台漂移速度标定试验的限制条件,对在运动体本体上进行自主标定的方法进行了综合分析,给出了用所提出的方法标定三轴陀螺平台漂移的结果。
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  遥感稳定平台框架结构工程分析

  贾磊, 高强

  导航与控制. 2011, 10(3): 17-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.004

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  以某遥感稳定平台的外框与底架为研究对象,基于ANSYS进行了静力学强度与模态有限元分析,得到了大载荷作用下的外框与底架变形分布图、应力分布图、模态特性,并根据分析结果进行了相应的结构优化设计,优化后的框架结构满足平台系统结构特性要求,并为控制参数选取提供依据。结果表明对遥感稳定平台框架结构进行工程分析是十分必要和可行的。
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  遥感平台摩擦力矩的非线性校正补偿方法

  朱如意, 丁祝顺, 蒋鸿翔

  导航与控制. 2011, 10(3): 21-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.005

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  航空遥感惯性稳定平台可以隔离外部扰动对载荷的影响,确保遥感载荷高精度成像,但摩擦的存在,造成了不平稳、爬行等现象,导致系统动态响应缓慢、稳定精度低、抗干扰能力弱,影响平台动态性能。本文有针对性的提出了基于非线性校正的摩擦力矩补偿方法,仿真实验结果证明,该方法有效地抑制了摩擦,消除了低速爬行现象,提高了抗干扰能力。
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  激光捷联惯导系统温度误差补偿研究

  曹平平, 卫育新, 李汉舟, 师为建

  导航与控制. 2011, 10(3): 26-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.006

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  针对激光陀螺惯性导航系统中惯性器件零偏随温度变化的情况,在-30℃~+50℃温度范围内,通过大量的温度实验,建立了零偏与温度变化的多项式模型,并用该模型对实验数据进行了补偿,扣除地速和重力加速度的分量,惯性器件输出误差几乎为零。最后在不同温度下进行了初始对准实验,实验结果表明:经过温度补偿后,在-30℃~+50℃温度内,俯仰角误差平均在0.0019°以内,横滚角误差平均在0.014°以内,航向角误差平均在 以内,接近了常温下的初始对准精度,满足了系统的指标要求。
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  一种改造的SINS误差模型在精对准中的应用

  陈远才, 万彦辉, 苏鑫, 曹平平

  导航与控制. 2011, 10(3): 31-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.007

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  针对捷联惯导系统原始的静态误差模型航向角误差不可观测的情况,本文提出了一种改造的静态误差模型。该模型在原始模型的基础之上,通过能观测性结构分解以及状态变换转化而来。理论分析表明经改造后的误差模型可从一定程度上解决航向角误差不可观测的问题。利用该模型对某型号车载激光捷联惯组作卡尔曼滤波精对准实验,并对比参数辨识精对准的结果,发现其对准精度略优于参数辨识法的精度,表明该模型有效可行。
仪表与电路
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  高品质因子MEMS陀螺仪驱动控制方案研究

  薛旭, 梁新建, 李丹东, 冯舟, 李宏生

  导航与控制. 2011, 10(3): 36-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.008

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  真空封装技术和高性能闭环驱动控制方案,是提高MEMS陀螺仪性能的重要措施。通过器件级真空封装技术的研究,使得MEMS陀螺仪Q值达到3000,成品率达到98%,极大地提高了MEMS陀螺仪整表的精度水平和工程化能力,在此基础上,针对高Q值陀螺仪稳幅及稳频控制的难点,设计了一种基于随动控制的自动增益控制回路(AGC),在理论仿真的基础上,完成了系统及电路设计,实测驱动轴幅度稳定性为50ppm,频率稳定性为6ppm,上电起振时间优于200ms。采用真空封装技术及高精度AGC控制设计方案使得MEMS陀螺仪整表零偏稳定性达到37°/h,标度因数非线性度为0.2%(FS),标度因数重复性为35ppm,并存在很大的提升潜力。
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  小波分析在旋转加速度计寻北仪信号处理中的应用

  王成宾, 管斌, 白云超

  导航与控制. 2011, 10(3): 42-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.009

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  为有效地消除噪声对旋转加速度计寻北仪信号的影响,提高寻北精度,在平稳小波多尺度分析原理的基础上,将平稳小波应用到旋转加速度计信号处理中,并与传统小波多尺度分析进行了对比。经过理论分析和实验验证,平稳小波和传统小波都能在一定程度上抑制噪声对信号的影响,但平稳小波的性能优于传统小波。
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  转台电磁锁辅助脱锁电路

  周新敏, 董艳国, 张玲, 魏亮, 王晓川

  导航与控制. 2011, 10(3): 46-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.010

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  本文从实际需求出发,提出了一种转台电磁锁辅助脱锁电路,该电路利用反冲原理,可以使转台电磁锁快速可靠的脱开。通过对电路的原理分析、参数选择、关键参数的仿真及实例验证,最终设计出一种电路简单,快速可靠的电磁锁辅助脱锁电路,为某些转台电磁锁不能完全脱开问题提供了一个良好的解决方案。
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  一种基于高线性度弓形支撑梁的新型MEMS陀螺设计

  梁新建, 郑旭东, 李丹东, 薛旭, 万蔡辛

  导航与控制. 2011, 10(3): 49-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.011

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  由于尺度效应带来的大变形问题,两端固支梁具有的硬弹簧效应将引发MEMS陀螺的非线性“达芬”振动,影响陀螺的线形度和稳定性。本文设计了一种新型高线性度弓形支撑梁,并通过数值仿真证明了弓形梁在大变形条件下也能保证力与位移转换环节间的线性关系。基于该高线性度弓形支撑梁创新性的设计了一种双级解耦MEMS陀螺,在常压下,该新型MEMS陀螺的标度因子非线性度为0.08%(FS),偏置不稳定性为14°/h,测试结果表明,高线性度弓形支撑梁能够较好的提升MEMS陀螺的线性度与稳定性。
元器件技术
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  基于超导的重力梯度敏感线圈电磁特性分析

  贾明, 杨功流

  导航与控制. 2011, 10(3): 54-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.012

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  为了利用超导块体的完全抗磁性与敏感线圈的电感变化测量重力梯度,需要对敏感线圈的电磁特性进行分析。利用盘状超导敏感线圈产生磁场,首先分析单匝线圈在场点产生的磁感应强度,再通过叠加得到场点的总磁感应强度。选取设计参数对线圈外小间距范围内的磁感应强度进行计算可知,径向分量沿线圈径向保持稳定值,而轴向分量变化较大。质量块对总磁场产生影响,使线圈产生的径向分量加倍,而轴向分量相互抵消。通过磁回路设计使机座与线圈间的磁感应强度与磁场能量充分小,将质量块与线圈间的磁场能量作为总能量,并由此得到敏感线圈电感与产生磁场力的近似计算公式。仿真结果表明分析过程正确,在小间距范围内由近似公式计算的电磁特性参数与仿真结果相差不超过5%。
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  小型无人机发电系统的研制

  王清正, 郑浩然, 曹清, 李新宇

  导航与控制. 2011, 10(3): 58-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.013

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  本文介绍了一种适用于无人机的专用电源系统的设计方案,该方案由永磁同步发电机和宽电压输入范围的电源变换/调节装置组成。该方案具有系统结构简单、可靠性高、电源品质高和转速范围宽的优点,并对电源系统进行了实验验证,实验结果和理论分析一致。
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  磁控管电机恒流驱动研究

  兰燕, 郝永勤, 王丽

  导航与控制. 2011, 10(3): 62-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.014

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  捷变频磁控管采用音圈电机驱动方案,驱动磁控管高频直线振动,实现其大范围捷变带宽和快速捷变的功能。文章分析了磁控电机驱动特性和磁控管捷变带宽变化的原因,确定影响磁控管的捷变带宽稳定性的主要因素。介绍了磁控电机电路温度补偿和恒流驱动方案,并进行了试验验证,提高了磁控电机驱动稳定性,从而稳定了磁控管捷变带宽。
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  提高陀螺永磁力矩器稳定性的改进设计

  王丽, 郝永勤, 兰燕

  导航与控制. 2011, 10(3): 65-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.015

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  文章阐述了陀螺永磁力矩器的工作原理及误差模型,分析了影响永磁力矩器力矩系数的各种因素,确定了影响陀螺永磁永磁力矩器力矩系数稳定性的主要因素,提出了提高力矩温度系数稳定性的改进措施,试验结果验证了改进措施的有效性。
综述与动态
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  双惯导自主定位系统方案探讨

  王悦勇, 麻永平, 程伟民, 宋天莉

  导航与控制. 2011, 10(3): 69-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.016

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  介绍了双惯导定位系统的组成、功用和数据融合方式基本模式,提出了三种定位方案并进行了比较分析,阐述了利用车载惯导对弹上惯导的验证性能,通过双惯导互为备份使用使武器系统的机动性和生存能力得到提高。
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  激光陀螺惯性导航系统旋转技术综述

  张伦东, 练军想, 吴美平

  导航与控制. 2011, 10(3): 71-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2011.03.017

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  旋转技术能够有效调制激光陀螺和加速度计的误差,提高惯性导航系统的精度。本文首先基于惯性测量单元的误差模型,分析了旋转技术的基本原理。然后对旋转技术的旋转方案、最优转动速率、旋转机构误差对系统精度的影响、载体角运动对旋转效果的影响、采用旋转技术的惯导解算、采用旋转技术的初始对准与测漂等进行了综述,探讨了我国研究旋转技术的重点研究方向,为开展我国旋转式光学陀螺惯导系统的研究提供了一定参考。