陀螺加速度计在精密线振动台上的测试方法及误差分析

发布时间：2017-08-16 22:09

  本文关键词：陀螺加速度计在精密线振动台上的测试方法及误差分析

  更多相关文章： 精密线振动台 陀螺加速度计 测试方法 位姿误差 交叉二次项

【摘要】：精密线振动台是一种重要的用来模拟高加速度环境的惯导测试设备,它可以为被测惯性仪表——陀螺加速度计,提供足够高的输入比力,对陀螺加表的高阶非线性误差模型系数产生充足的激励,为精确标定陀螺加表的误差模型系数提供试验条件,最终可以提高其所属惯导系统的工作精度。因此,设计合适的试验方法并讨论对测试结果产生作用的误差因素是有十分重要的实际意义的。本文通过选用相应的检测仪器,运用相应的检测方法,对精密线振动台进行了检测,检测结果达到了技术指标要求,满足陀螺加速度计的测试条件。在考虑精密线振动台各部分误差源的前提下,以齐次变换方法为数学工具,建立相关的坐标系,推导出测试点处的坐标系与所建立的基准坐标系之间的位姿变换关系,运用相应的测试方法及数据处理方法,得出线振动台的位姿误差。在考虑陀螺加表内环与外环之间垂直度的前提下建立了陀螺加表的误差模型,明确了陀螺加表的各项误差模型系数与其自身存在的误差源之间的关系。通过对陀螺加表的误差机理及在具体应用中的分析,建立了测试所用的陀螺加表简化误差模型,并在考虑交叉二次项的情况下建立了相应的误差模型。为了提高陀螺加表的测试精度,通过建立一系列坐标系,以齐次变换方法为工具,推导了陀螺加表敏感的输入量表达式,包括输入比力和输入角速度两部分。为了提高陀螺加表高次项误差模型系数的标定精度,分别设计了基于线振动台振动整周期和基于陀螺加速度计进动整周期两种测试方法对陀螺加速度计在精密线振动台上进行相应测试试验。通过对两种测试方法的比较及相应标定结果的误差分析,得出陀螺加速度计误差模型系数标定精度的影响因素,进而提出了提高标定精度的试验方法和条件。分别在考虑线振动台寄生转动和波形畸变的情况下,采用相应的测试方法对陀螺加速度计相关的误差模型系数进行辨识,对所得结果与未考虑寄生转动和波形畸变情况下的辨识结果进行分析比较,确定了寄生转动对二次项和三次项误差模型系数的影响大小。为了提高陀螺加表误差模型二次项系数的辨识精度,在考虑交叉二次项的情况下,设计了交叉二次项系数的辨识方法,对提高陀螺加表误差模型系数的标定精度意义重大。
【关键词】：精密线振动台 陀螺加速度计 测试方法 位姿误差 交叉二次项
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V416;V448
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 论文研究的目的与意义9-11
• 1.2 国内外研究状况11-15
• 1.2.1 陀螺加速度计综述11-12
• 1.2.2 精密线振动台综述12-14
• 1.2.3 陀螺加速度计测试方法综述14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第2章 线振动台的工作原理及其误差的测试技术17-36
• 2.1 引言17
• 2.2 线振动台的工作原理17-18
• 2.3 线振动台的主要技术指标及其测试技术18-31
• 2.3.1 频率范围和频率稳定度19-20
• 2.3.2 波形畸变20-22
• 2.3.3 振动加速度的稳定度22-24
• 2.3.4 垂直寄生转动24-25
• 2.3.5 水平寄生转动25-26
• 2.3.6 位姿误差26-31
• 2.4 线振动台位姿误差的测试技术31-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 陀螺加速度计的误差机理分析与建模36-51
• 3.1 引言36
• 3.2 陀螺加速度计的工作原理36-38
• 3.3 陀螺加速度计的误差源及其误差机理分析38-43
• 3.3.1 陀螺加速度计运动学方程的建立38-40
• 3.3.2 陀螺加速度计动力学方程的建立40-41
• 3.3.3 外力矩M_x的分析41-43
• 3.4 陀螺加表的误差模型与误差树43-50
• 3.4.1 陀螺加表误差模型的推导43-46
• 3.4.2 陀螺加速度计的误差树及其简化误差模型46-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 基于线振动台的陀螺加速度计的测试方法研究及其误差分析51-81
• 4.1 引言51
• 4.2 考虑线振动台误差的陀螺加表输入量计算51-60
• 4.2.1 精密线振动台的比力计算51-58
• 4.2.2 陀螺加速度计输入角速度的计算58-60
• 4.3 误差模型系数的辨识方法60-69
• 4.3.1 线振动台振动整周期法标定陀螺加速度计60-64
• 4.3.2 陀螺加速度计进动整周期法标定陀螺加速度计64-69
• 4.4 线振动台误差与PIGA模型系数辨识结果的关系69-74
• 4.4.1 线振动台寄生转动对测试的影响69-72
• 4.4.2 线振动台波形畸变对测试的影响72-74
• 4.5 陀螺加速度计交叉二次项的测试方法74-78
• 4.6 仿真分析78-80
• 4.7 本章小结80-81
• 结论81-82
• 参考文献82-85
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文85-87
• 致谢87

，

本文编号：685769