半球諧振陀螺儀的誤差機(jī)理分析和實(shí)驗(yàn)方法的研究.pdf

1、半球諧振陀螺是一種新型高精度、高可靠性的慣導(dǎo)級固態(tài)陀螺,除了具有體積小、重量輕、功耗低、不用溫度補(bǔ)償、啟動快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)外，還可以連續(xù)工作15年以上并保持所要求的性能,非常適合在衛(wèi)星、空間飛行器等空間領(lǐng)域中使用。本文對半球諧振陀螺固有頻率裂解的誤差機(jī)理，性能參數(shù)的測試方法，隨機(jī)誤差以及連續(xù)尋北實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究。
　　首先，在基希霍夫-李雅夫假設(shè)的條件下，從薄殼理論出發(fā)，推導(dǎo)了半球諧振子上任一點(diǎn)的應(yīng)變；通過對半球薄殼單元的應(yīng)力

2、分析建立了力和力矩平衡方程；在陀螺儀存在三軸角速率和三軸角加速度的情況下，計(jì)算了慣性力，建立了半球諧振子的邊緣運(yùn)動方程；當(dāng)諧振子處于自由振動的情況下，建立了半球諧振子二階固有振型的動力學(xué)方程。研究了厚度不均勻性引起的固有頻率裂解的誤差機(jī)理，給出了這個誤差產(chǎn)生的陀螺漂移速率的表達(dá)式，指出了克服這項(xiàng)誤差的方法。
　　其次，研究半球諧振陀螺基本性能參數(shù)的測試方法。根據(jù)性能參數(shù)的定義，設(shè)計(jì)了陀螺的零偏、閾值和分辨力、標(biāo)度因子有關(guān)的參數(shù)、失

3、準(zhǔn)角的測試方法。通過計(jì)算這些性能指標(biāo)，找出了標(biāo)度因子非線性度、不對稱性產(chǎn)生的部分原因。
　　最后，采用時(shí)間序列分析方法建立了半球諧振陀螺的隨機(jī)誤差模型。用Kalman濾波對隨機(jī)信號進(jìn)行處理，比較濾波前后Allan方差的五個噪聲系數(shù)的變化情況，并與小波濾波的結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明：Kalman濾波能夠整體減小五個噪聲項(xiàng)，而小波濾波對量化噪聲和角度隨機(jī)游走系數(shù)減小的程度更大一些。
　　根據(jù)連續(xù)尋北的工作原理，建立連續(xù)尋北的數(shù)學(xué)模