题目：基于光纤陀螺的惯性导航系统热研究

基于光纤陀螺的惯性导航系统内部的温度场在很大程度上影响着惯性仪表的输出特性。变化的环境温度引起的非互易性会给光纤陀螺带来大的漂移并限制其应用；温度误差一直制约着石英挠性加速度计精度的提高；此外，本体温度场的不均衡性对惯性导航系统的精度也有很大影响。为了减小温度对惯导系统的影响，改善其输出特性，系统对惯性测量组合（IMU）部分采用了温度控制。本文通过仿真软件FLOTHERM对惯导系统的温度场进行研究，设计和分析温度控制方案中的关键问题。首先对IMU的仿真模型进行研究。在建立并验证光纤陀螺和加速度计的仿真模型的基础上，建立了IMU的仿真模型，并对IMU进行瞬态特性的仿真分析，结果通过实验进行了验证。使用红外热像仪对重要的电路板进行热测量，得到其表面温度场的分布。然后对电子系统进行仿真，将结果和热测试结果进行对比，得到了正确的电子系统模型。在此基础上建立了惯导系统的整体仿真模型，对其稳态温度场和瞬态温度场进行了分析，验证了惯性器件温度测量点位置选择和加热膜粘贴方式设计的合理性，优化了温控系统的加热方案，通过和无温控情况的对比，研究了使用温度控制时IMU部分温度场的改善情况，通过实验证实了惯性导航系统的输出特性有了明显的提高。 本文通过热仿真和实验结合的方法，解决了惯导系统的温度控制问题，为将仿真手段应用于工程中奠定了基础。