● 摘要
混合式惯导系统是一种采用平台的结构、捷联的算法、旋转调制的误差抑制机理的新型惯导系统，它集平台式、捷联式和旋转式惯导系统的优点于一体，可利用同等精度的惯性器件实现更高精度的惯性导航，满足了载体对于高精度、长航时的导航要求，对于国防、民用领域有重要意义。混合式惯导系统中的旋转调制、跟踪地理系都是通过框架控制来完成的，因此研究混合式惯导系统的框架控制技术是十分有必要的。
本论文开展了混合式惯导系统原理样机控制部分的研究，建立了三相无刷直流电机的数学模型，平台控制、陀螺稳定控制的数学模型，完成了系统控制仿真，得到PID控制参数，并将控制参数应用于实际系统，微调优化参数，实现平台控制与陀螺稳定控制。
对混合式惯导系统三框架的转动惯量进行了辨识，并建立了多框架同时旋转过程中转动惯量耦合的数学模型和动力学耦合模型，并仿真分析了两种耦合量在框架旋转过程中的变化。同时，针对两种耦合提出了相应的解耦控制方法，惯量耦合只对框架的动态性能产生影响，如调节时间、超调量等参数，因此可以通过鲁棒性较好的控制系统和结构设计来减小框架之间的惯量耦合，动力学耦合可以通过逆系统方法实现解耦控制。
最后分析了惯量耦合和动力学耦合对框架控制精度的影响。单框架的锁定精度和旋转精度均在-5~5角秒之间，仿真得出结论，惯量耦合对框架的控制精度产生的影响较小，而动力学耦合会使框架的角度控制误差增大，仿真中由-5~5变化为-15~15角秒。混合式惯导系统可以通过增加电流环、速度环来提高系统对耦合力矩的抗干扰能力。