振动轮式微机械陀螺仪数学模型及工作状况分析 被引量：10

1

作者 谈振藩 罗跃生 李康 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2002年第2期33-36,共4页

介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图 .利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的一个数学模型 ,并对数学模型进行了简... 介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图 .利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的一个数学模型 ,并对数学模型进行了简化 ,得到了近似解 . 展开更多

关键词 振动轮式微机械陀螺仪 欧拉动力学方程 数学模型 工作状况

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3+1S陀螺的故障检测方法研究 被引量：7

2

作者 王立峰 杨慧 王金刚 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期52-58,共7页

在收集各类陀螺故障模式的基础上,重点讨论了卫星出现大角速度超出陀螺测量范围而出现饱和的情况,并结合卫星质量特性,给出了避免误判的对策。同时以3+1S陀螺为例,从工程的角度,给出了确定平衡方程阈值的设置过程,并针对平衡方程对陀螺... 在收集各类陀螺故障模式的基础上,重点讨论了卫星出现大角速度超出陀螺测量范围而出现饱和的情况,并结合卫星质量特性,给出了避免误判的对策。同时以3+1S陀螺为例,从工程的角度,给出了确定平衡方程阈值的设置过程,并针对平衡方程对陀螺漂移故障的诊断存在延迟的情况进行了改进。仿真结果表明,通过设置两个阈值,使平衡方程不仅能对突变故障进行及时有效的诊断,也大大缩短了对陀螺漂移这样的缓变故障的诊断时间。 展开更多

关键词 故障检测 陀螺仪 平衡方程 航天器

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轴向运动体系横向非线性振动的联合共振 被引量：19

3

作者 黄建亮 陈树辉 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期19-23,共5页

研究轴向运动体系横向非线性振动的联合共振问题。根据哈密顿原理建立梁的横向运动微分方程 ,采用分离变量法分离时间变量和空间变量 ,并利用 Galerkin方法离散运动方程 ,进而采用多元 L - P方法对具有内部共振条件下的轴向运动梁的联... 研究轴向运动体系横向非线性振动的联合共振问题。根据哈密顿原理建立梁的横向运动微分方程 ,采用分离变量法分离时间变量和空间变量 ,并利用 Galerkin方法离散运动方程 ,进而采用多元 L - P方法对具有内部共振条件下的轴向运动梁的联合共振问题进行求解。典型算例表明多元 L - P法是一个适合于轴向运动体系非线性振动分析的好方法 ,在小振幅振动时其计算结果与增量谐波平衡法 (IHB法 )的结果相一致。 展开更多

关键词 非线性振动 轴向运动体系 联合共振 IHB法 多元L-P法 分离变量法

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一种栅型结构微机械陀螺的研究 被引量：5

4

作者 熊斌 车录锋 王跃林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期184-186,共3页

介绍了一种新型结构微机械陀螺的设计及制作。新型陀螺的驱动振动和敏感检测振动的阻尼均为滑膜阻尼 ,且几乎相同 ,惯性质量块为栅型结构 ,由弹性悬臂梁支撑 ;驱动固定电极和敏感检测固定电极位于惯性质量块下方。分析了新型陀螺的工作... 介绍了一种新型结构微机械陀螺的设计及制作。新型陀螺的驱动振动和敏感检测振动的阻尼均为滑膜阻尼 ,且几乎相同 ,惯性质量块为栅型结构 ,由弹性悬臂梁支撑 ;驱动固定电极和敏感检测固定电极位于惯性质量块下方。分析了新型陀螺的工作特性 ,说明了陀螺结构参数对陀螺灵敏度的影响。实验结果表明 ,在大气状态下 ,新型栅结构微机械陀螺的驱动和敏感检测品质因子 Q均可达到 展开更多

关键词 栅型结构 微机械陀螺 动力学方程 角速度传感器 微机械加工技术

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灵敏小卫星能量/姿态一体化控制研究 被引量：4

5

作者 汤亮 徐世杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期668-672,共5页

研究应用变速控制力矩陀螺群(VSCMGs,VariableSpeedControlMomentGyros)作为主执行机构,完成灵敏小卫星多目标快速姿态机动时的能量姿态一体化控制问题.在考虑执行机构饱和、机动任务要求和敏感器测量与跟踪能力受限等情况下,设计了非... 研究应用变速控制力矩陀螺群(VSCMGs,VariableSpeedControlMomentGyros)作为主执行机构,完成灵敏小卫星多目标快速姿态机动时的能量姿态一体化控制问题.在考虑执行机构饱和、机动任务要求和敏感器测量与跟踪能力受限等情况下,设计了非线性的姿态能量一体化控制器,对由于频繁的姿态机动引起的姿态四元数的漂移进行了整定.设计了VSCMGs的操纵律.按是否接近框架构型奇异,合理分配了操纵任务,并设计了相应的操纵方法.对采用金字塔构型的VSCMGs进行了较为严格的仿真,结果表明卫星在机动中达到了快速和稳定的要求,同时能够满足能量控制要求和VSCMGs转子转速的平衡. 展开更多

关键词 控制力矩陀螺仪 姿态控制 能量转换

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宇航级三浮陀螺仪三质量块隔振模型 被引量：1

6

作者 韦俊新 刘志宏 +2 位作者 孙丽 孙学成 田勇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期815-819,共5页

从三浮陀螺仪的结构出发,考虑浮液和动压气体轴承的特点及隔振作用,运用振动理论和隔振技术,建立并论述了三浮陀螺仪三质量块振动模型。对该模型在受迫振动下的运动方程进行了分析,得到了运动方程的解。对该模型的参数进行了识别,对浮... 从三浮陀螺仪的结构出发,考虑浮液和动压气体轴承的特点及隔振作用,运用振动理论和隔振技术,建立并论述了三浮陀螺仪三质量块振动模型。对该模型在受迫振动下的运动方程进行了分析,得到了运动方程的解。对该模型的参数进行了识别,对浮液阻尼特性进行了分析,用摄动法求解了阻尼系数c12;对波纹管弹性系数进行了推导计算,得到了弹性系数k12的表达式;对气体轴承的动态阻尼和刚度进行了分析说明,得到了阻尼系数c23和弹性系数k23的表达式。基于此模型,给出了力传递系数的求解方法以及表达式。对三浮陀螺仪振动传递研究有一定指导作用。 展开更多

关键词 三质量块模型 振动方程 阻尼 弹性系数 力传递系数

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无驱动微机械陀螺敏感元件模态分析 被引量：4

7

作者 张增平 张福学 +2 位作者 张伟 刘宇 张宁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期655-659,共5页

鉴于常规微机械陀螺的驱动结构和检测结构往往需要进行频率匹配,造成带宽较窄,工艺复杂的问题,设计了一种新的微机械陀螺,安装于旋转飞行器上,利用飞行器的旋转获得角动量,敏感飞行器的偏航和俯仰横向角速度。由于没有驱动结构,所以结... 鉴于常规微机械陀螺的驱动结构和检测结构往往需要进行频率匹配,造成带宽较窄,工艺复杂的问题,设计了一种新的微机械陀螺,安装于旋转飞行器上,利用飞行器的旋转获得角动量,敏感飞行器的偏航和俯仰横向角速度。由于没有驱动结构,所以结构简单,带宽较宽。首先基于这种巧妙的结构建立了敏感元件的振动方程。根据振动方程,扭转梁是影响质量振动模态和模态频率的关键,同时考虑到应力、残余应力的释放以及工作能力,扭转梁设计成横截面积为矩形的弧形梁,并对其抗扭刚度进行了解析推导和计算,从而确定了敏感元件的固有频率。接着利用有限元分析的方法,对其振动模态进行了仿真,仿真结果表明,敏感元件的第一模态是扭转振动,固有频率相对于解析结果的误差为9.86%。为了进一步验证,设计了静电驱动电容检测的方法,实验测试得到的谐振频率和解析值的相对误差为5.21%。仿真和实验结果与理论计算一致,表明扭转梁的设计是合理的,模态分析是正确的,而且为动态性能评估和结构优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 敏感元件 扭转梁 扭转刚度 固有频率

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振动轮式微机械陀螺仪微分方程模型的建立 被引量：10

8

作者 罗跃生 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2002年第3期16-19,共4页

介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图。利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的基座与驱动轮之间的夹角θ和驱动轮与... 介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图。利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的基座与驱动轮之间的夹角θ和驱动轮与外框架之间的夹角 φ 的关系的一个微分方程模型 ,并对这个微分方程数学模型进行了简化。 展开更多

关键词 陀螺仪 振动轮式微机械陀螺仪 微分方程 欧拉动力学方程

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基于Allan方差的光纤陀螺随机漂移建模与仿真 被引量：3

9

作者 金毅 吴训忠 谢聂 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期547-551,共5页

随机漂移是影响光纤陀螺精度的主要因素之一,建立陀螺随机漂移模型以便在滤波时加以修正是提高系统精度的有效方法。针对传统随机漂移模型建模耗时长、过敏感等问题,提出基于Allan方差的光纤陀螺随机漂移模型。通过各噪声项的功率谱密... 随机漂移是影响光纤陀螺精度的主要因素之一,建立陀螺随机漂移模型以便在滤波时加以修正是提高系统精度的有效方法。针对传统随机漂移模型建模耗时长、过敏感等问题,提出基于Allan方差的光纤陀螺随机漂移模型。通过各噪声项的功率谱密度函数推导出随机微分方程,用Allan方差分析出光纤陀螺各噪声项量化参数,将量化参数代入以单位白噪声驱动的随机微分方程,得到随机漂移模型。实验结果表明,该模型拟合出的随机漂移单项噪声误差不超过8.6%,远低于传统模型产生的单项噪声误差58.3%,是一种有效的光纤陀螺随机漂移建模方法。 展开更多

关键词 光纤陀螺 随机漂移 ALLAN方差 随机微分方程

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单框架控制力矩陀螺系统的运动奇异及回避 被引量：3

10

作者 吴忠 丑武胜 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期579-582,共4页

为满足航天器姿态三轴控制的要求 ,通常在姿态控制系统中采用 3个或以上的单框架控制力矩陀螺 (SGCMG) .当多个SGCMG协调工作时 ,系统会出现奇异现象 .在研究SGCMG系统的运动奇异机理及零运动的基础上 ,提出了一种判别奇异状态可回避性... 为满足航天器姿态三轴控制的要求 ,通常在姿态控制系统中采用 3个或以上的单框架控制力矩陀螺 (SGCMG) .当多个SGCMG协调工作时 ,系统会出现奇异现象 .在研究SGCMG系统的运动奇异机理及零运动的基础上 ,提出了一种判别奇异状态可回避性的新方法 .该方法把对奇异状态可回避性的判别转化为对一组非线性常微分方程的定性研究 .以某 4 SGCMG系统为例 。 展开更多

关键词 奇异性 姿态控制 控制力矩陀螺

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含陀螺效应的声表面波波动方程的求解 被引量：2

11

作者 李良儿 施文康 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期565-569,共5页

含陀螺效应的声表面波(SAW)波动方程的求解是分析旋转压电基体SAW传播特性和设计SAW角速度传感器的理论基础。以旋转条件下压电基体声表面波方程的建立和求解为研究内容,推导了含陀螺效应的Christoffel方程的一般表达式,提出了在求解中... 含陀螺效应的声表面波(SAW)波动方程的求解是分析旋转压电基体SAW传播特性和设计SAW角速度传感器的理论基础。以旋转条件下压电基体声表面波方程的建立和求解为研究内容,推导了含陀螺效应的Christoffel方程的一般表达式,提出了在求解中必须注意对解耦波的判别及进行相应的处理,设计了计算机数值求解的软件,并给出了流程。以新型压电材料硅酸镓镧作为求解的实例,验证了算法的可行性。理论与算法可为与陀螺效应有关的SAW器件的设计提供参考。 展开更多

关键词 声表面波 陀螺效应 求解波动方程 解耦 声表面波(SAW) 数值求解 波动方程 角速度传感器 压电材料 旋转条件

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具有不等刚度的动调陀螺的运动方程分析 被引量：1

12

作者 罗宇锋 范耀祖 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第6期56-59,共4页

利用理论力学知识,通过对转子和平衡环的受力分析及陀螺的运动状态分析,建立起考虑了不等刚度的动力调谐陀螺当壳体具有加速度和角速度时陀螺的运动方程,得到了不等刚度造成的干扰力矩表达式,讨论了各种壳体加速度和角速度情况下的陀螺... 利用理论力学知识,通过对转子和平衡环的受力分析及陀螺的运动状态分析,建立起考虑了不等刚度的动力调谐陀螺当壳体具有加速度和角速度时陀螺的运动方程,得到了不等刚度造成的干扰力矩表达式,讨论了各种壳体加速度和角速度情况下的陀螺漂移。分析结果表明,不等刚度对动力调谐陀螺的调谐条件没有影响。在线加速度条件下,不等刚度引起的干扰力矩与加速度的平方成正比;而在角加速度情况下,不等刚度不产生陀螺漂移。在设计、生产中尽量做到等刚度设计有助于减小陀螺的漂移。 展开更多

关键词 动力调谐陀螺 运动方程 不等刚度 陀螺漂移

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拉姆导弹总体构型设计分析 被引量：4

13

作者 任天荣 马建敏 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期25-28,32,共5页

分析旋转导弹在锥形运动条件下的控制策略,使之既可用于调整弹体姿态,又可用于控制锥形运动幅度,得出拉姆导弹在构型上采用中立稳定及减小横向转动惯量的设计;利用矩形舵面与三角形舵面产生的涡旋所造成的不同气动光学效应对激光引信虚... 分析旋转导弹在锥形运动条件下的控制策略,使之既可用于调整弹体姿态,又可用于控制锥形运动幅度,得出拉姆导弹在构型上采用中立稳定及减小横向转动惯量的设计;利用矩形舵面与三角形舵面产生的涡旋所造成的不同气动光学效应对激光引信虚警的影响,分析拉姆导弹采用三角形舵面的合理性;借助于变质量陀螺方程,分析在主动段发动机尾喷口直径的大小对导弹自旋速度变化的影响,得出发动机尾喷口直径应与燃烧室内径相等的结论。 展开更多

关键词 旋转导弹 总体设计 锥形运动 气动光学效应 变质量陀螺方程

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光纤陀螺分形噪声的预白化滤波方法 被引量：1

14

作者 华春红 任章 张敏虎 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期216-219,共4页

光纤陀螺分形噪声往往具有长相关特性,导致陀螺输出信号慢漂移.为了滤除这类分形噪声,提出了一种分数阶预白化差分方法,通过该方法可以将分形噪声转化为高斯白噪声;利用小波变换,在小波变换域中采用Bayes软阈值去噪方法去除该白化噪声,... 光纤陀螺分形噪声往往具有长相关特性,导致陀螺输出信号慢漂移.为了滤除这类分形噪声,提出了一种分数阶预白化差分方法,通过该方法可以将分形噪声转化为高斯白噪声;利用小波变换,在小波变换域中采用Bayes软阈值去噪方法去除该白化噪声,从而形成了一种光纤陀螺分形噪声的预白化滤波方法.对VG949p型光纤陀螺实测数据处理结果表明,该方法能够有效地去除其中的分形噪声,抑制了陀螺低频漂移,同时也滤掉了其高频噪声项. 展开更多

关键词 光纤陀螺 随机误差 差分方程 小波分析

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内框驱动双框架式硅微角振动陀螺仪的微分方程模型 被引量：6

15

作者 罗跃生 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2002年第6期117-120,共4页

详细介绍了内框驱动双框架式硅微角振动陀螺仪的工作原理,给出了内框驱动双框架式硅微角振动陀螺仪的工作原理图和结构示意图.应用刚体转动的欧拉动力学方程,通过严格的力学分析和严密的数学验算,推导出内框驱动双框架式硅微角振动陀螺... 详细介绍了内框驱动双框架式硅微角振动陀螺仪的工作原理,给出了内框驱动双框架式硅微角振动陀螺仪的工作原理图和结构示意图.应用刚体转动的欧拉动力学方程,通过严格的力学分析和严密的数学验算,推导出内框驱动双框架式硅微角振动陀螺仪的基座与外框架之间的夹角θ和内框架与外框架之间的夹角的关系的一个微分方程模型. 展开更多

关键词 硅微陀螺仪 欧拉动力学方程

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微机械梳状驱动陀螺仪的理论分析 被引量：2

16

作者 郭秀中 阮爱武 《传感器技术》 CSCD 1997年第3期23-26,共4页

在导出静电驱动力表达式的基础上，论述微机械梳状驱动陀螺仪的工作原理和动力学方程，并说明了陀螺仪参数对测量灵敏度的影响．

关键词 微机械陀螺仪 梳状驱动 动力学方程 测量灵敏度

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动力调谐陀螺安装倾斜角引起的误差分析

17

作者 罗宇锋 徐超 +1 位作者 范耀祖 张海 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1329-1333,共5页

在动力调谐陀螺的装配过程中陀螺和平衡环的中心轴总是不可能完全与驱动轴轴线重合,因此存在一定的安装倾斜角.通过对转子和平衡环的受力分析及陀螺的运动状态分析,并利用理论力学知识,建立了在考虑陀螺与平衡环安装倾斜角和陀螺壳体具... 在动力调谐陀螺的装配过程中陀螺和平衡环的中心轴总是不可能完全与驱动轴轴线重合,因此存在一定的安装倾斜角.通过对转子和平衡环的受力分析及陀螺的运动状态分析,并利用理论力学知识,建立了在考虑陀螺与平衡环安装倾斜角和陀螺壳体具有加速度和角速度条件下的运动方程,得到了安装倾斜角造成的干扰力矩表达式,并进行了讨论.分析结果表明:陀螺及平衡环的安装倾斜角对动力调谐陀螺的调谐条件有影响,此干扰力矩与壳体的运动状态无关而与力矩器对转子的作用力有关.因此,在装配中应尽量做到陀螺、平衡环及驱动轴的轴线重合,以便减小对动力调谐陀螺的调谐条件的影响. 展开更多

关键词 动力调谐陀螺 运动方程 安装倾斜角 陀螺漂移

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基于固态振动陀螺的短期偏置稳定性研究

18

作者 刘宇 路永乐 +4 位作者 杜晓鹏 段耀宇 黎蕾蕾 潘英俊 方针 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期739-741,745,共4页

该文研究了固态振动陀螺的短期稳定性。从固态振动陀螺的动力学方程入手,讨论了影响固态振动陀螺短期偏置稳定性的因素,计算结果显示,暂态解误差是影响陀螺短期偏置稳定性的主要因素,针对暂态解的特点采用低通滤波器进行滤波。仿真结果... 该文研究了固态振动陀螺的短期稳定性。从固态振动陀螺的动力学方程入手,讨论了影响固态振动陀螺短期偏置稳定性的因素,计算结果显示,暂态解误差是影响陀螺短期偏置稳定性的主要因素,针对暂态解的特点采用低通滤波器进行滤波。仿真结果表明,低通滤波器能有效抑制输出值中的误差信号,并对压电振动陀螺进行滤波实验,实验结果同仿真结果吻合很好,由此可得出该模型的正确性和滤波方案的可行性。 展开更多

关键词 固态振动陀螺 动力学方程 误差 低通滤波 短期偏置稳定性

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光纤陀螺零漂建模及在惯性导航误差方程中的应用 被引量：1

19

作者 杨亭鹏 《舰船科学技术》 2011年第B08期58-62,共5页

陀螺漂移误差是影响惯性导航系统误差的主要因素,经典的卡尔曼滤波理论应用于惯性导航系统初始对准,可以大大提高其对准精度。但陀螺漂移是无规律的有色噪声序列,需要建立漂移的数学模型将有色噪声序列转换成白噪声序列。介绍了光纤陀... 陀螺漂移误差是影响惯性导航系统误差的主要因素,经典的卡尔曼滤波理论应用于惯性导航系统初始对准,可以大大提高其对准精度。但陀螺漂移是无规律的有色噪声序列,需要建立漂移的数学模型将有色噪声序列转换成白噪声序列。介绍了光纤陀螺零漂数据的ARMA建模,并将其转化成状态空间模型应用于惯性导航系统的误差方程。 展开更多

关键词 光纤陀螺 ARMA模型 惯性导航 误差方程

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基于20-sim的双框架陀螺仪键合图建模与仿真

20

作者 孟少明 聂慧萍 李群松 《航空制造技术》 2016年第6期64-66,71,共4页

针对传统建模方法对陀螺结构进行建模时,存在推导过程复杂,直观性不好的问题,本文采用键合图建模方法建立双框架陀螺仪的键合图模型。首先根据陀螺仪的空间运动关系,建立系统的拉格朗日方程;然后基于拉格朗日方程与键合图模型的对应关系... 针对传统建模方法对陀螺结构进行建模时,存在推导过程复杂,直观性不好的问题,本文采用键合图建模方法建立双框架陀螺仪的键合图模型。首先根据陀螺仪的空间运动关系,建立系统的拉格朗日方程;然后基于拉格朗日方程与键合图模型的对应关系,采用调整转换器和调整回转器建立了陀螺仪的完整键合图模型,并采用20-sim软件对模型进行了仿真分析,仿真结果验证了模型的正确性。 展开更多

关键词 陀螺仪 拉格朗日方程 键合图 建模 仿真

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