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横向过载下陀螺加速度计磁悬浮控制方法研究
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作者 王龙 李亮 +2 位作者 盛安冬 朱志刚 任墨璇 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期11-19,共9页
摆式积分陀螺加速度计作为单轴敏感加速度计,安装于惯性导航系统,一般使用情况下它敏感输入轴方向的视加速度,同时会受到垂直于输入轴方向的横向加速度的作用。针对摆式积分陀螺加速度计受到横向加速度作用时产生浮子绕输入轴进动周期... 摆式积分陀螺加速度计作为单轴敏感加速度计,安装于惯性导航系统,一般使用情况下它敏感输入轴方向的视加速度,同时会受到垂直于输入轴方向的横向加速度的作用。针对摆式积分陀螺加速度计受到横向加速度作用时产生浮子绕输入轴进动周期性摆动幅度大,从而影响仪表精度的问题,进行了浮子受力分析,建立了横向加速度和敏感加速度同时作用下的浮子径向动力学方程。在磁悬浮纯比例控制方法的基础上提出了一种磁悬浮比例积分控制方法,由此提供更大磁悬浮支撑刚度来克服摆力矩和消除静态误差,实现抑制浮子摆动幅度。对两种控制方法下的浮子径向运动进行了Simulink仿真与对比,当横向加速度0.866g和敏感加速度0.5g同时作用时,浮子径向磁悬浮位置进动周期性波动±0.62μm减小到±0.24μm;当横向加速度3g和敏感加速度1g同时作用时,浮子径向磁悬浮位置进动周期性波动±2.2μm减小到±0.74μm。通过摆式积分陀螺加速度计开展离心试验进行对比,当横向加速度3.15g和敏感加速度0.313g时,浮子径向磁悬浮位置进动周期性波动±2μm减小到±0.5μm,当横向加速度和敏感加速度同时变化时,浮子径向磁悬浮位置进动周期性波动减小50%左右。结果表明磁悬浮比例积分控制方法比磁悬浮纯比例控制方法能够大幅抑制浮子径向摆动,摆动幅度缩小50%及以上。该方法具有实用的工程意义,可以提升摆式积分陀螺加速度计受到横向加速度作用时的仪表测量精度。 展开更多
关键词 摆式积分陀螺速度计 磁悬浮 位置 横向速度 浮子 径向
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考虑表面柔性接触的陀螺摆加速度计装配位姿偏差计算与分析
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作者 张健 刘检华 +3 位作者 张国锐 夏焕雄 张福礼 沈宏达 《兵工学报》 北大核心 2025年第9期310-321,共12页
针对设计阶段如何准确把握陀螺摆加速度计装配位姿精度的问题,提出考虑非理想配合面柔性接触行为的装配位姿偏差计算方法。依托位姿的试探调整策略,建立基于多自由度力系平衡条件的装配位姿偏差问题模型,提出用于解算此模型的第3代非支... 针对设计阶段如何准确把握陀螺摆加速度计装配位姿精度的问题,提出考虑非理想配合面柔性接触行为的装配位姿偏差计算方法。依托位姿的试探调整策略,建立基于多自由度力系平衡条件的装配位姿偏差问题模型,提出用于解算此模型的第3代非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic AlgorithmsⅢ,NSGA-Ⅲ)框架。以陀螺摆加速度计的同轴装配位姿精度预测为例,与经典小位移旋量(Small Displacement Torsor,SDT)方法和主流迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)方法对比,验证所提方法的有效性和准确性。研究结果表明,该方法有能力提高陀螺摆加速度计装配位姿精度预测的准确性,可为保障我国高端惯导产品的精度性能提供帮助。 展开更多
关键词 柔性接触行为 陀螺速度计 装配精度预测 位姿偏差 非理想表面 第3代非支配排序遗传算法
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陀螺加速度计精细化建模仿真方法研究 被引量:1
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作者 荣吉利 杨梓航 +4 位作者 周晓俊 李亮 李剑峰 刘睿 程修妍 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1233-1240,共8页
研究陀螺加速度计精细化建模仿真分析方法.对整表结构进行了有限元网格划分,采用螺栓单元法进行简化处理,通过虚质量法对高密度浮油进行建模,计算外环轴轴承相关参数,并通过刚度轴承建模法进行仿真,建立了精细化陀螺加速度计有限元仿真... 研究陀螺加速度计精细化建模仿真分析方法.对整表结构进行了有限元网格划分,采用螺栓单元法进行简化处理,通过虚质量法对高密度浮油进行建模,计算外环轴轴承相关参数,并通过刚度轴承建模法进行仿真,建立了精细化陀螺加速度计有限元仿真模型.通过模态测试与模态仿真相对比,验证了有限元仿真模型的有效性.基于有限元模型,分析研究了在过载条件下外环轴轴承预紧力对仪表浮子质心偏移的影响,并据此进一步分析了预紧力对整表精度的影响.结果表明:适当提升外环轴预紧力有助于提高整表精度;过高的预紧力会导致精度下降,预紧力对于精度的影响大小也与视加速度相关. 展开更多
关键词 陀螺速度计 有限元仿真 模态测试 误差预示
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陀螺加速度计交叉耦合误差参数标定及补偿方法
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作者 魏宗康 高荣荣 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第5期56-63,共8页
针对陀螺加速度计非线性输出值表达式中横向加速度耦合误差未解耦的问题,综合考虑了陀螺加速度计在时变输入加速度和横向加速度同时作用时对输出的影响,利用基座3个正交方向的加速度,将外框架轴与转子轴不垂直度角作为已知量,计算得到... 针对陀螺加速度计非线性输出值表达式中横向加速度耦合误差未解耦的问题,综合考虑了陀螺加速度计在时变输入加速度和横向加速度同时作用时对输出的影响,利用基座3个正交方向的加速度,将外框架轴与转子轴不垂直度角作为已知量,计算得到陀螺加速度计的理论输出值。在此基础上,采用递推迭代方法对模型进行参数标定,同时,给出了陀螺加速度计输出值补偿模型。通过对比参数补偿前后的误差结果,输入加速度误差由0.05g减小到0.002g,验证了输出模型中交叉耦合误差的补偿对提高测量精度的有效性。 展开更多
关键词 陀螺速度计 交叉耦合误差 误差标定 误差补偿 测量精度
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基于MEMS加速度计的无陀螺惯导系统 被引量:19
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作者 岳鹏 史震 +1 位作者 王剑 杨杰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期152-156,共5页
由于MEMS陀螺精度低、漂移大,使得MEMS陀螺和加速度计构成的微惯性导航系统(Micro-INS)的精度很低,导航定位误差发散很快,不能满足载体进行导航定位定姿的要求。而相对MEMS陀螺,MEMS加速度计精度较高,据此提出用MEMS加速度计来构成的无... 由于MEMS陀螺精度低、漂移大,使得MEMS陀螺和加速度计构成的微惯性导航系统(Micro-INS)的精度很低,导航定位误差发散很快,不能满足载体进行导航定位定姿的要求。而相对MEMS陀螺,MEMS加速度计精度较高,据此提出用MEMS加速度计来构成的无陀螺微惯性导航系统(Gyro Free Micro Inertial Navigation System,GFMINS),即通过将高精度的MEMS加速度计安放在载体非质心处,代替陀螺来测量载体角运动信息,实现在短时间内的载体角速度测量精度优于MEMS陀螺的精度,以满足某些短时间运行载体的导航定位定姿要求。最后,针对某型火箭弹的运动模型,对两种惯导系统进行了仿真,结果表明,由误差补偿后MEMS加速度计构成的无陀螺微惯导系统,在100 s内的导航误差等效于传统惯导系统中陀螺漂移0.1(°)/h的误差。 展开更多
关键词 MEMS 惯导系统 速度计 陀螺惯导系统 误差补偿
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陀螺加速度计误差模型系数离心机测试方法研究 被引量:17
6
作者 乔永辉 刘雨 +1 位作者 苏宝库 曾鸣 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期854-859,931,共7页
提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计误差模型系数的方法。阐述了其测试原理,指出这种带反转平台的测试原理改善了陀螺加速度计离心机测试的环境条件。所提出的测试方案和辨识方法解决了陀螺加速度计在精密离心机... 提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计误差模型系数的方法。阐述了其测试原理,指出这种带反转平台的测试原理改善了陀螺加速度计离心机测试的环境条件。所提出的测试方案和辨识方法解决了陀螺加速度计在精密离心机上进行高g测试时,受到离心机大臂旋转牵连运动影响的关键问题,并提出分离和精确标定陀螺加速度计误差模型系数的数据处理方法,解决了反转平台引入后造成的正弦输入问题。 展开更多
关键词 陀螺速度计 离心机 反转平台 误差模型系数 测试技术
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基于加速度计的无陀螺惯性导航系统设计与仿真 被引量:9
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作者 周红进 许江宁 刘睿 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期1209-1212,共4页
推导了加速度计的数学模型和刚体的运动模型,研究了采用6个加速度计设计无陀螺惯性导航系统的原理,设计了其安装配置方案和相应的导航参数解算算法,通过仿真试验验证了以加速度计为主要惯性元件构建惯性导航系统是可行的,并证明了6个加... 推导了加速度计的数学模型和刚体的运动模型,研究了采用6个加速度计设计无陀螺惯性导航系统的原理,设计了其安装配置方案和相应的导航参数解算算法,通过仿真试验验证了以加速度计为主要惯性元件构建惯性导航系统是可行的,并证明了6个加速度计是构建基于加速度计的无陀螺惯性导航系统的最小配置。 展开更多
关键词 速度计 陀螺 惯性导航系统 可行性
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斜装激光陀螺石英加速度计标定算法研究 被引量:7
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作者 程耀强 徐德民 +1 位作者 万彦辉 刘明雍 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2013年第3期362-367,共6页
对斜装激光陀螺石英加速度计的标定算法进行了研究。在对斜装原理分析的基础上,分别建立了激光陀螺和石英加速度计的误差模型。基于大理石平板和速率转台,设计了基于最小二乘法的斜装标定算法。该算法省去了复杂的标定工装的设计环节,... 对斜装激光陀螺石英加速度计的标定算法进行了研究。在对斜装原理分析的基础上,分别建立了激光陀螺和石英加速度计的误差模型。基于大理石平板和速率转台,设计了基于最小二乘法的斜装标定算法。该算法省去了复杂的标定工装的设计环节,减少了误差积累,具有精度高,残差小,经济方便的优点。将该算法标定的误差参数在导航软件中进行补偿,激光陀螺精度优于0.05(°)/h,石英加速度计精度优于5×10-5 g0(g0=9.8m/s2)的激光惯性测量装置,10min静态导航精度优于10m,6min动态导航精度优于40m。完全满足工程应用中对高精度激光惯性测量装置的参数分离要求。 展开更多
关键词 斜装 激光陀螺 石英速度计 标定算法
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一种新的基于加速度计的无陀螺捷联惯性导航系统设计与实现 被引量:9
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作者 周红进 许江宁 覃方君 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1499-1502,共4页
提高角速度解算精度是提高无陀螺惯性导航系统导航参数解算精度的主要途径。本文通过对基于加速度计的无陀螺惯性导航系统的基本方程进行分解分析,研究了提高角速度解算精度的所有可能的加速度计安装布局方案,并结合考虑各种可能方案的... 提高角速度解算精度是提高无陀螺惯性导航系统导航参数解算精度的主要途径。本文通过对基于加速度计的无陀螺惯性导航系统的基本方程进行分解分析,研究了提高角速度解算精度的所有可能的加速度计安装布局方案,并结合考虑各种可能方案的原理样机的机械加工难易程度后,设计确定了一种新的既能够提高角速度解算精度、又易于实现样机研制的9加速度计的设计安装方案,根据该方案研制了样机,编制了导航参数解算软件,对系统进行了实验测试,实验结果表明,在静态条件下,研制的无陀螺惯性导航系统1h的位置误差精度达到了1.5km,姿态解算精度达到了0.082°。 展开更多
关键词 速度计 陀螺惯性导航系统 样机
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陀螺加速度计二次项系数K_2的离心机测试方法研究 被引量:7
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作者 乔永辉 刘雨 苏宝库 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第1期120-122,共3页
提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计二次项系数K2的方法。阐述了其测试原理,指出这种带反转平台的测试原理改善了PIGA离心机测试的环境条件。所提出的测试方案和辨识方法解决了陀螺加速度计在精密离心机上进行高g... 提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计二次项系数K2的方法。阐述了其测试原理,指出这种带反转平台的测试原理改善了PIGA离心机测试的环境条件。所提出的测试方案和辨识方法解决了陀螺加速度计在精密离心机上进行高g测试时,受到离心机大臂旋转牵连运动影响的关键问题,并提出分离和精确标定陀螺加速度计二次非线性项系数K2的数据处理方法,解决了反转平台引入后造成的正弦输入问题。 展开更多
关键词 陀螺速度计 离心机 反转平台 测试技术
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单陀螺多加速度计捷联惯性导航解算方法 被引量:4
11
作者 李安 覃方君 许江宁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期391-394,共4页
六加速度计无陀螺惯导系统误差随时间发散比较严重。为了有效提高导航系统精度,提出了一种单陀螺仪多加速度计(五加速度计)的捷联惯性导航解算方法。该导航解算方法通过合理配置5个加速度计和1个陀螺仪,可不经积分而直接解算角速度,完... 六加速度计无陀螺惯导系统误差随时间发散比较严重。为了有效提高导航系统精度,提出了一种单陀螺仪多加速度计(五加速度计)的捷联惯性导航解算方法。该导航解算方法通过合理配置5个加速度计和1个陀螺仪,可不经积分而直接解算角速度,完全消除了加速度计输出方程中角加速度项的影响,能使在姿态和位置解算时分别减少1次积分,从而有效抑制误差随时间发散。给出了单陀螺多加速度计捷联惯导姿态和位置解算原理的理论推导过程,并对该导航解算方法进行了仿真。在仿真时间为80 s时,与无陀螺惯导相比,该方法的姿态解算和位置解算精度均提高了60%以上。 展开更多
关键词 速度解算 陀螺惯导系统 速度计 陀螺速度计系统
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离心机上辨识陀螺加速度计二次项系数的优化试验设计(英文) 被引量:7
12
作者 乔永辉 刘雨 苏宝库 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第5期620-624,共5页
提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计误差模型二次项系数K 2的D-最优试验方案。应用该D-最优试验方案,通过重复试验,能够在测试点最少的情况下获得高测试精度,实现陀螺加速度计误差模型系数的最优(D-最优的)辨识。... 提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计误差模型二次项系数K 2的D-最优试验方案。应用该D-最优试验方案,通过重复试验,能够在测试点最少的情况下获得高测试精度,实现陀螺加速度计误差模型系数的最优(D-最优的)辨识。推导了测量随机误差、试验方案的测试点、测试点的重复测试次数以及误差模型系数方差之间的关系式。精度分析的结果表明,应用D-最优试验方案,采取重复试验的方法,能够有效地减小二次项系数K的估计量的方差,从而提高K的辨识精度。 展开更多
关键词 陀螺速度计 离心机 反转平台 D-最优设计
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总体最小二乘辨识陀螺加速度计误差模型研究 被引量:5
13
作者 徐凤霞 夏刚 +1 位作者 苏宝库 赵学增 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第9期20-22,28,共4页
开展了陀螺加速度计在三轴转台上的测试试验,由于三轴转台给陀螺加速度计提供的输入加速度引入设备误差,需采用总体最小二乘法对试验数据进行辨识。将最小二乘法应用于辨识陀螺加速度计在三轴台上的测试试验,主要是消除了测试设备的误... 开展了陀螺加速度计在三轴转台上的测试试验,由于三轴转台给陀螺加速度计提供的输入加速度引入设备误差,需采用总体最小二乘法对试验数据进行辨识。将最小二乘法应用于辨识陀螺加速度计在三轴台上的测试试验,主要是消除了测试设备的误差对陀螺加速度计精度的影响,与最小二乘法辨识结果进行比较,总体二乘法的辨识结果要优于最小二乘法,提高了陀螺加速度计的辨识精度。 展开更多
关键词 陀螺速度计 三轴转台 模型系数 总体最小二乘
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加速度计的交叉耦合对无陀螺惯性测量组合影响的研究 被引量:7
14
作者 王劲松 王祁 孙圣和 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第1期29-33,共5页
研究了加速度计的交叉耦合系数的大小对惯性测量组合的影响,推导了存在交叉耦合系数时的惯导方程,从方程中可以看出交叉耦合系数对导航精度的影响,最后通过仿真验证了这种影响。该文的研究为无陀螺惯性测量组合的实际应用奠定了基础,并... 研究了加速度计的交叉耦合系数的大小对惯性测量组合的影响,推导了存在交叉耦合系数时的惯导方程,从方程中可以看出交叉耦合系数对导航精度的影响,最后通过仿真验证了这种影响。该文的研究为无陀螺惯性测量组合的实际应用奠定了基础,并对加速度计的选用具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 速度计 交叉耦合 陀螺 惯性测量组合 导航精度 惯性导航系统
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线性加速度计在压电陀螺卡尔曼滤波技术中的应用 被引量:4
15
作者 林旻序 汪永阳 +1 位作者 戴明 乔彦峰 《中国光学》 EI CAS 2011年第6期600-605,共6页
针对光电稳定平台常用的压电陀螺随机游走噪声大的缺点,提出采用基于线性加速度计的卡尔曼滤波技术对其进行信号滤波。利用卡尔曼滤波理论,建立了压电陀螺角速率状态观测方程,采用线性加速度计测量平台惯性角加速度,由此对陀螺信号进行... 针对光电稳定平台常用的压电陀螺随机游走噪声大的缺点,提出采用基于线性加速度计的卡尔曼滤波技术对其进行信号滤波。利用卡尔曼滤波理论,建立了压电陀螺角速率状态观测方程,采用线性加速度计测量平台惯性角加速度,由此对陀螺信号进行了滤波。实验结果表明:采用线性加速度计能够在不影响陀螺带宽的前提下将压电陀螺的随机游走噪声水平由原有的0.005(°).s-1/槡Hz降低到0.001 25(°).s-1/槡Hz,提高了光电平台的稳定精度。 展开更多
关键词 光电稳定平台 压电陀螺 线性速度计 卡尔曼滤波
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利用磁强计及微机械加速度计和陀螺的姿态估计扩展卡尔曼滤波器 被引量:32
16
作者 黄旭 王常虹 +1 位作者 伊国兴 王玉峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第2期27-30,34,共5页
提出了一种用于惯性测量组合(IMU)姿态估计的扩展卡尔曼滤波器。此滤波器的状态转移阵利用基于四元数的等效旋转矢量来计算姿态。等效旋转矢量法可以避免欧拉角的奇异问题,并能有效抑制不可交换误差。测量四元数是利用高斯-牛顿迭代法... 提出了一种用于惯性测量组合(IMU)姿态估计的扩展卡尔曼滤波器。此滤波器的状态转移阵利用基于四元数的等效旋转矢量来计算姿态。等效旋转矢量法可以避免欧拉角的奇异问题,并能有效抑制不可交换误差。测量四元数是利用高斯-牛顿迭代法解算以加速度计和磁强计输出数据为变量的方程组得出的。用从实际IMU 采集的数据对滤波器进行测试,并比较了带有滤波器和没有滤波器的结果。 展开更多
关键词 扩展卡尔曼滤波器 姿态估计 微机械速度计 磁强计 高斯-牛顿迭代法 陀螺 惯性测量组合 状态转移阵 旋转矢量法 奇异问题 四元数 欧拉角 可交换 方程组 数据为 IMU 等效
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基于六加速度计的陀螺仪漂移补偿算法的研究 被引量:5
17
作者 李启光 张海龙 郝静如 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第12期42-44,共3页
为满足机动无人机姿态测量的需求,尝试了一种新的陀螺仪漂移补偿方案:对6只加速度计按回转轴对称布局,从而解算出角速度;并利用Kalman滤波对该解算角速度与陀螺仪的输出进行融合,通过反馈校正来实现对陀螺仪漂移的补偿。仿真结果证明:... 为满足机动无人机姿态测量的需求,尝试了一种新的陀螺仪漂移补偿方案:对6只加速度计按回转轴对称布局,从而解算出角速度;并利用Kalman滤波对该解算角速度与陀螺仪的输出进行融合,通过反馈校正来实现对陀螺仪漂移的补偿。仿真结果证明:该方案能有效补偿陀螺仪漂移,具有一定工程应用价值。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 陀螺 速度计 漂移补偿 算法
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振动条件下陀螺加速度计误差抑制技术 被引量:8
18
作者 于沛 闫禄 +1 位作者 张金云 李晶 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第2期37-41,共5页
为了减小振动条件下惯性平台陀螺加速度计的振动误差,提出一种基于陀螺加速度计进动时间数据的整周小波去噪测试方法。该方法在静态和线振动状态下分别测量平台系统中陀螺加速度计进动整周期的相关时间数据,基于改进小波方法进行去噪后... 为了减小振动条件下惯性平台陀螺加速度计的振动误差,提出一种基于陀螺加速度计进动时间数据的整周小波去噪测试方法。该方法在静态和线振动状态下分别测量平台系统中陀螺加速度计进动整周期的相关时间数据,基于改进小波方法进行去噪后,得到静态和线振动状态下的时间序列,经计算得到陀螺加速度计的振动误差。该方法能抑制陀螺加速度计输出平均角速率误差,提高陀螺加速度计随平台系统在线振动台上的测量精度。最后采用实测数据验证算法的有效性,辨识精度达到10^(-7),该方法提高陀螺加速度计随平台系统在线振动台上的振动精度。 展开更多
关键词 振动与波 陀螺速度计 振动误差 小波去噪 实验
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加速度计振动陀螺 被引量:3
19
作者 侯正君 吕志清 彭志高 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1998年第1期18-24,共7页
叙述了能同时敏感运动物体线加速度和角速率的加速度计陀螺的原理、结构及微机械加速度计陀螺的性能。
关键词 速度计 陀螺 线速度 角速率
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无陀螺捷联惯导系统中加速度计配置方式 被引量:26
20
作者 史震 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第1期15-19,共5页
对无陀螺捷联惯导系统中加速度计的几种配置方式及适用场合做了介绍,重点给出了适于近程战术导弹使用的两种六加速度计配置方式及相应的惯导计算公式,并对两种配置方式做了比较。
关键词 陀螺捷联惯导 速度计配置方式 导弹惯性制导 速度计
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