● 摘要
动力调谐陀螺仪被认为是具有突破性的第三代惯性精密陀螺仪[1]。现已在军民等相关领域得到了广泛应用,尤其在战术导弹和中远程战略导弹中。为了提高系统的导航和制导精度必须提高惯性器件的精度,建模和误差补偿是提高惯性器件精度的有效方法。因此,对陀螺仪误差进行深入研究并建立准确的陀螺仪误差模型对提高惯性导航系统的精度具有十分重要的意义。本论文的主要工作包括:首先,在动力调谐陀螺工作原理分析的基础上,利用ADAMS动力学仿真软件建立动力调谐陀螺的三维仿真模型,并通过理论推导和仿真数据的对比验证了三维仿真模型的正确性。应用该模型对动力调谐陀螺的各种误差源进行模拟,并使用添加误差的三维仿真模型进行仿真计算,通过仿真结果分析各种误差源对动力调谐陀螺的影响程度,为实际工程应用提供参考。其次,分析了温度对动力调谐陀螺误差的影响,利用有限元分析软件ANSYS,建立动力调谐陀螺各个部分的有限元模型。研究了动力调谐陀螺各个部分的温升原理,以及温升对自身和转子的影响。通过仿真曲线和温度云图的分析,研究温度对陀螺各个部分的影响程度,为陀螺的温控设计提供参考。最后,对动力调谐陀螺的误差进行建模,根据实测数据分别应用最小二乘估计、时间序列分析方法、Kalman滤波以及小波理论对陀螺随机漂移误差进行建模,并比较了每种建模方法的优缺点。
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