文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
全姿态挠性陀螺寻北仪的研制及其数据处理技术
姓名:刘春宁
申请学位级别:硕士
专业:导航、制导与控制
指导教师:金志华
20020201
全姿态挠性陀螺寻北仪的研制及其数据处理技术摘要高精度快速定向系统在军事和民用部门都日益得到广泛的应用。在军事上,需要对陆地战车、导弹及火炮等武器系统进行精确的定位定向。在民用中,精密大地测蹙,矿井工程中都需要非常精确的方位基准。现今常用的动调陀螺寻北仪需要在陀螺安装平台调平后使用,否则将加大系统寻北误差。由于陀螺安装平台调平较难,并且调平比较费时,不适应快速寻北装置要求,所以上海交了这一全姿态动调陀螺寻北仪的设计与开发情况。该寻北装置利婊莆#痟的动调陀螺仪,采用两位置测量方法,通过解析式调平法,靠加速度计来实时测量寻北仪的倾斜角,并通过一定的算法对陀螺信号进行补偿,以消除寻北仪倾斜时地球自转角速度垂直分量对寻北精度的影响。本设计中所研究的全姿态动调陀螺寻北仪在俯仰角和横滚角小于±精确寻北,寻北时问小于由荷∽颂魍勇輏川匕仪:魇贝τ谇阈弊刺恍┍究梢曰ハ嗟窒影响寻北精度的误差因素体现了出来,这给系统精度的实现带来了一定的困难。为了研究该方案的可行性,本设计从理论上对陀螺常值漂移、陀螺随机漂移、加速度计零漂、转位机构转位误差、陀螺两轴不正交、加速度计安装误差、重力加速度臀扯误差等各项影响寻北精度的误差进行了基于的理论仿真;然后在理论仿真的基础上利用双轴数显转台及分度头模拟寻北仪倾斜时的情形进行了物理仿真试验,试验结果表明,全姿态寻北仪的寻北误差具有重复性及正弦变化趋势,可以利用建立正弦曲线的误差补偿模型对寻北结果进行补偿,经补偿后寻北误差从减少到。仃涸诮胁馄验的基础上,针对动力调谐陀螺仪启动过程中随机漂移模型参数的缓慢变化及通大学和汉S⑵桌止咝约际醴⒄褂邢薰玖:涎兄迫颂氨币恰1疚慕樯种印
级联的特殊结构决定了递归最小平方格型算法在模型阶数增加时不必改变算法结构,使得该算法可以在线进行,并且该算法收敛非常迅速,可以针对动力调谐陀螺仪不同次启动快速建立该次启动酌随机漂移模型,通过对动力调谐陀螺仪启动一分钟后的四组实测漂移数据处理及模型检验,证明了该建模方法的有效性。用该办法建立的动调随机漂移模型可以应用氨币侵卸酝勇菀鞘鋧信号的随机漂移加以补偿。通讯等功能的数据采集与计算板并进行了系统对接试验。考虑到在寻北解算中浮点运算较多,、乘法、除法、开椒郊叭呛进行浮点运算会增加计算误差,故采用公司的浮点酒琓作为数据采集与计算板的瑋氪硪朐!是支持浮点运算的位数字信号处理芯片,有着很高的计算精度,利用该芯片构成系统,计算误差可以忽略不计,同时提高了运算速度。另外,利用腃语言编译器进行编程,简化了程序的设计,并且使得程序简明易懂。本文中所开发的全姿态动调陀螺寻北仪具有自检功能,结构实现模块化,习时带有接口,可直接利用计算该寻北装黄进行监控。对接试验表测试结果上看,寻北仪的精度还有待于进一步的研究与提高,同时对寻北仪还关键词;寻匕仪,动调陀螺仪,随机漂移,,自适应估计,逐次启动漂移模型系数的不同,本文提出了一种利用递归最小平方格型算法对动力调谐陀螺仪随机漂移模型系数进行自适应估计的方法。格型相同节在理论分析和对比试验的基础上,设计开发了实现系统转位电机控制与再’鹾獾缏稪缈刂啤⑼勇萦爰铀俣燃菩藕诺氖莶杉⒀氨狈轿唤墙馑愫驮冻运算,如果利用单片机实现难度较大,并且由于单片机一般是八位微处理器,明本文巾所丌发的数据采集与计算板基本上完成了寻北仪要求的功能,但是从需进行更完善的测试。
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学位论文作者签名:割滞寻上海交通大学学位论文原创性声明日期:泸年翷本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
⋯燧轹。织学位论文作者签名:√怯音日期:参薜蝴趣日期:沙葄月保密叼,在上年解密后适用本授权书。上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于不保密口。朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭
第一章绪论弟一早三百概述定向系统的最早由来是中国发明的指南针,早在世纪初中国就已经