激光陀螺捷联惯导系统的动态误差分析与标定

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1、硕士学位论文激光陀螺捷联惯导系统的动态误差分析与标定DYNAMICERRORANALYSISANDCALIBRATIONFORLASERGYROSTRAPDOWNINERTIALNAVIGATIONSYSTEM邓亚娇哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：V249.32+2学校代码：10213国际图书分类号：623.4密级：公开工学硕士学位论文激光陀螺捷联惯导系统的动态误差分析与标定硕士研究生：邓亚娇导师：曾庆双教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInd

2、ex:V249.32+2U.D.C:623.4DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDYNAMICERRORANALYSISANDCALIBRATIONFORLASERGYROSTRAPDOWNINERTIALNAVIGATIONSYSTEMCandidate：DengYajiaoSupervisor：Prof.ZengQingshuangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringA

3、ffiliation：DepartmentofaeronauticsDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要惯性仪表是惯导系统的关键部件，它的精度极大程度的决定了惯导系统的精度。对于捷联惯导系统，当载体处在激烈的动态环境中时，力学环境复杂，惯性仪表的内部结构受动态力矩的干扰会使其输出中不可避免的引入动态误差，且不可忽略。所以，探索惯性元件的动态误差的产生及补偿机理，对提高惯导系统精度意义重大。本文以激

4、光陀螺捷联惯导系统为研究对象，分析了激光陀螺和石英挠性加速度计动态误差的产生原因并建立了动态误差模型，针对所建立的加速度计动态误差模型提出了相应的标定方案。针对机抖激光陀螺，通过分析在动态环境中外部输入角加速度对抖动轴的作用，并求解相应的振动方程得到其输出。根据机抖激光陀螺输出信号读取原理，分析动态环境中抖动轴输出对陀螺输出的影响，给出了机抖激光陀螺的动态误差模型。在该模型建立过程中分别考虑了输入轴与抖动轴重合和不重合两种情况，且在二者不重合时，又分别考虑了抖动轴为刚性轴和存在挠性两种情况。机抖激光陀螺动态误差模型的建立，为其动态误差的后续研究提供了理

5、论储备，为提高其输出精度提供了重要思路。针对石英挠性加速度计，通过对其机理进行分析建立了加速度计的动态误差模型，并考虑尺寸效应对其输出的作用，改进了该模型。通过对转台双轴及正交三轴匀角速率输入法的分析，最终选用转台中外环轴匀角速率输入法标定改进后的模型，并由谐波分析法和最小二乘法辨识相应的误差参数。根据选用的标定方法及给出的实验设计准则，设计了具体的标定实验，给出了标定精度估计标准。该方法能够实现加速度计动态误差模型的全系数一次性标定，且计算简便，易于实现。经仿真验证该标定方法能够得到比较高的标定精度，在工程上具有很好的应用价值。关键词：捷联惯导系统；

6、机抖激光陀螺；石英挠性加速度计；动态误差；标定-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheinertialinstrumentsarekeycomponentsoftheINS,whichdeterminestheprecisionofinertialnavigation.However,forthestrapdowninertialnavigationsystem,whenthecarrierisinthedynamicenvironment,themechanicalenvironmentiscomplex,theintroducti

7、onofdynamicerrorsintheoutputoftheinertialinstrumentsbecauseofthedisturbanceofdynamictorqueontheinternalstructureofinertialinstrumentisinevitably,andshouldnotbeneglected.Therefore,researchonthedynamicerrorsoftheinertialinstrumentsisofgreatsignificanceinimprovingprecisionofinertia

8、lnavigation.Inthisarticle,thelasergyrostrapdown