文档介绍：摘要惯性导航加速度计是惯性系统中的重要元件之一,其精度将直接影响惯性系统的精度。在理想条件下,加速度计的输出与输入比力成比例,但实际上,不可避免地有各种干扰因素作用,从而引起测量误差。这些误差一方面是加速度计本身结构的不完善引起的:另一方面,也和加速度计所处的工作环境和工作条件有关。对于现有加速度计,研究其环境条件和工作条件的影响规律是提高加速度计测试和使用精度的重要手段。在影响加速度计精度的各种环境因素中,温度影响不容忽略。本文主要设计与研究石英挠性加速度计的温度控制系统,提高加速度计输出精度。本文根据加速度计温度控制系统的要求,首先完成了系统的结构设计,并以:诵目刂破鳎瓿闪宋露刃藕挪杉缏贰⑽露瓤刂频缏芳捌渥刺嗫氐缏贰疉转换电路、串行通信接口及У缏返纳杓频取其次,对于具有大时间延迟环节并难以建立精确数学模型的加速度计温度控制系统,。该方法可以集模糊控制与刂浦ぃ薪虾玫目垢扇拍芰Α最后,.本文结合系统结构、硬件电路的设计、分析,以?7⒒肪常7⒘嘶贑语言的砑挥τ肔发了加速度计温度控制系统的测试平台,方便了系统测试和应用。本文通过常温、高低温实验证明,该系统可以达到所要求的快速启动、输出稳定并能较好适应工作环境变化等精度要求,据此可知,设计温度控制系统,对加速度计实行温度控制是一条行之有效提高加速度计使用精度的途径。关键词:惯性技术加速度计疌开温度控制系统疌
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第一章绪论惯性技术的发展概况惯性导航系统的基本原理惯性技术是一项涉及多学科的综合技术,它是惯性导航和惯性制导际酢⒐咝砸潜砑际酢⒐咝圆饬考际跻约坝泄叵低澈妥爸技术的统称。基于惯性技术的惯性系统完全依靠自身的设备进行工作,不与外界发生任何声、光、电、磁的联系,因此它具有自主性、隐蔽性、实时性、全天候等优点,因而在各种载体的导航、制导、定位和稳定控制中得到了广泛的应用。近半个世纪以来,一些发达国家一直将惯性技术作为关键技术予以高度重视和大力发展,并取得了较大的经济和军事效益【俊惯性技术发展的历史,可以按其功能划分为四个阶段:第一阶段主要是发展侧量姿态的各种陀螺仪技术,惯性技术应用的起步阶段。它们是机械式的二自由度陀螺按位置捷联方式使用,在这个阶段还没有利用加速度计的信号来测量运载体的速度和位置。第二阶段是从惯性仪表技术的发展扩大到惯性导航技术的应用阶段。这个阶段开始于上世纪年代火箭发展的初期,它是以测量载体相对于地球的位置为目的的。在这个阶段里除了滚珠轴承、液浮、气浮等惯性仪表外,还出现了静电陀螺、挠性陀螺、激光陀螺和静电、挠性、晶体谐振等型式的加速度计。在惯性系统方面,除了平台式惯性导航系统外,主要还有捷联式惯性导航系统。二战末期,德国甖导弹采用的就是简易捷联系统,这种用位置陀螺直接测得载体的姿态角的系统称为位置捷联系统。另外,用高精度测速陀螺直接安装在载体上,测量角速度,经积分和坐标变换来间接求得载体姿态角的系统,则称为速度捷联系统。第三阶段是进一步提高惯性导航系统的性能,通过各种技术途径来推广惯性应用技术。从第二阶段到第三阶段主要依靠精心设计,以及新材料应用、结构的优化和工艺水平的提高,这是一个演变过程,使惯性系统的性能得到一定程度的提升,但是并没有从根本上得到革命性的突破。第四阶段预计是继续提高惯性导航系统的性能,应用新技术来开拓惯性技术的新领域,随着计算机技术的新月异,集成电路的快速发展,这势必会给惯性导航技术带来新的突破,而这一切仍处于设想和探索中。惯性导航系统,是利用惯性敏感器件、基准方向
和最初的位置、速度信息来确定载体的方位和速度的自主式航迹递推导航系统。其基本原理是根据韦顿提出的相对惯性空间的力学定律,利用加速度计等惯性元件感受运行体在运动过程中的加速度,然后通过计算机进行转换积分,从而得到运动体的位置、速度、航向和姿态等导航信息。惯性导航系统按结构的不同可分为平台式和捷联式两大类。平台式惯性导航系统是将陀螺仪和加速度计安装在一个稳定平台上,以平台坐标系为基准测量运载体运动参数的惯性导航系统:根据所建立坐标系的不同,又分为空间稳定和当地水平惯性导航系统。空间稳定平台惯性导航系统的惯性平台的台体相对惯性空间稳定,用以建立惯性坐标系。地球自传、重力加速度的影响由计算机加以补偿,这种系统多用于运载火箭的主动段和一些航天器上。当地水平平台式惯性导航系统的特点是台体上的两个加速度计输入轴所构成的基准平砸能够始终跟踪载体所在点的水平面,因此加速度计不受重力加速度的影响。另外,平台式惯性导航系统还具有惯性平台能隔离载体的角振动,平台能直接建立导航坐标系、计算量小,并容易补偿和修正测量仪表输出的特点。这种系统多用于沿地球表面运动的飞行器,如飞机、无人机