文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
组件的平台式惯导系统模拟器设计与实现
姓名:单丹萍
申请学位级别:硕士
专业:导航、制导与控制
指导教师:赵琳
20061101
摘要本论文详细介绍了基于榧钠教ㄊ焦咝缘己较低衬D馄魅砑设计和实现过程。该软件具有友好的人机交互界面,能够以图表和仪表的形框架,并且在平台式惯导系统模型解算的基础上,提供了初始对准系数选择和惯性元件误差源设置功能。本文首先建立了平台式惯性导航系统解算的数学模型、初始对准系数选择的数学模型和惯导系统校正的数学模型,并在软件实现上,详细分析了虯的原理和关系,运用际踅且岳嗟男问椒庾霸诙懒⒌在模拟器的界面程序设计中,描述了模拟器软件的开发流程和软件结构,,并详细阐述了运用技术对平台式惯性导航系统的三环稳定框架进行三维显示的开发过程,绘图控件和仪表控件的使用等。本文最后运用模拟器软件对平台式惯导系统进行了全面的仿真分析,在加深了对惯导系统理解的同时,验证了模拟器软件的正确性。平台式惯性导航系统;初始对准;模拟器:籓式动态显示导航信息,以三维动画形式显示平台式惯性导航系统的三环稳定榧校山缑娉绦蚨云涞饔谩在关键词:哈尔滨檀笱妒宦畚
;籆;哈尔滨工程大学硕士学位论文,./—鎐
作者┳:重蘸哈尔滨工程大学学位论文原创性声明日期:乙新年乒日数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确承担。
第滦髀惯性导航系统概述惯性技术是以牛顿惯性定律为基础,用以实现运动物体姿态和航迹控制应用于德国火箭上,此后惯性系统陆续应用于年代战略弹道导弹、年代的阿波罗航天项目等,后来广泛应用于民事和军事的海上及空中设备。目前逐渐应用于地下测并、汽车、工业自动化等方面”’。惯性导航系统虺乒叩枷低是通过测量运载体本身的加速度来完成导航任务的,根据牛顿惯性原理,利用惯性元件勇菀恰⒓铀俣燃测量运载体的加速度,经过积分和运算,获得速度和位置,供导航使用⋯。度计这两种惯性仪表,。这种系统不受外界的于扰、隐蔽性好。惯导系统还能方便地提供运载体的三维姿念参数,这些参数都是舰艇与飞机上观通系统和火控系统所必需的。惯导系统由于具有上述一系列优点而受到海陆空军、航天和交通运输等部门的青睐和重视。捷联式惯导系统由于体积小,重量轻,成本低等特点,广泛用在中等精度要求的系统中;平台式惯导系统以其高精度和全自主式为特点,始终在核潜艇和战略式武器中独占鳌头。综上所述,惯导系统必须完成的主要功能如下:萃勇菀遣獬龅脑嗽靥褰窃硕扑阍嗽靥逑喽杂诓慰枷档淖颂眉铀俣燃撇獬鲈嗽靥迨芰Α萃勇菀遣獬龅淖颂畔⒔嗽靥迨芰Ψ纸獾讲慰枷抵小弥亓Τ『患聪低吃诶氲孛娼辖蛟诵惺笔艿降厍虻闹亓苑纸夂蟮募铀俣然值贸鲈嗽靥宓乃俣群臀恢谩的一项工程技术。惯性技术是惯性导航技术、惯性制导技术、惯性测量技术、惯性元件技术及惯性元件和系统的测试技术的总称。惯性技术于年首次惯导系统求得导航参数无需依赖任何外界信息,而只依靠陀螺仪与加速吸引。哈尔滨下程大学硕十学位论文
⒄瓜肿在惯性仪表技术上,陀螺漂移优于。/铀俣燃凭ǘ扔庞×鮣的高精度惯性仪表主要应用在洲际战略导弹制导,导弹核潜艇和远程战略轰性仪表具有高精度、高可靠、长寿命、抗干扰等优良特性。美国和原苏联经过多年研究与实践,筛选出“三浮”和静电两种仪表作为主要惯性敏感元件。其中三浮仪表即三浮陀螺和三浮加速度计,主要应用于有大过载环境的洲际弹道导弹,静电陀螺主要应用于过载较小但工作时间长的核潜艇及远程轰炸机。这些仪表的研制成功并应用于相应武器系统已有多年的历史,但至今仍保持着其在惯性技术领域精度最高和高可靠、长寿命等综合高性能的地位,中精度惯性仪表,主要应用在中程飞机及大型水面舰艇的导航和中程地地导弹、巡航导弹的制导等,也称为导航级仪表。它们要求惯性仪表具有中等精度和高可靠、长寿命、较小的体积、重量和较低的成本。数十年来,这一档次的惯性仪表经历了从滚珠轴承支撑式到各种悬浮支撑式、挠性支撑式、振动式、光学式的发展变化。虽然机械式陀螺仍在应用,但发展的主流已经转陀螺出现较晚,但与激光陀螺相比,其工艺比较简单,成本降低的潜力较大,所以更受重视,发展提高较快,已开始大量应用。半球谐振陀螺也属于中精度等级陀螺,其结构比较简单,具有长寿命和抗辐射等优点,适合空间应用,目前有少量应用。导航级加速度计主要采用力反馈摆式,