简介：为了减小MEMS陀螺仪的正交误差，进一步提高陀螺精度，在Simulink环境中对陀螺结构和测控系统进行了建模和仿真。首先在理想状态的陀螺结构模型基础上建立了包含机械热噪声、模态间耦合等非理想因素的结构模型，并给出了陀螺结构的相关设计参数。其次在陀螺结构模型上以自激振荡和AGC控制技术为基础设计了驱动回路，该回路可在短时间内将驱动幅度稳定在10μm，且驱动频率为4048Hz（驱动模态的谐振频率）。然后分析了模态间耦合信号的作用方式并建立了正交校正和检测闭环力反馈回路，仿真结果显示，在全闭环状态下检测模态所受耦合力的幅度比未校正状态下降了5个数量级，等效输入角速度也从205（°）／s下降到了6．58（°）／h。最后对陀螺模型进行了整体测试，得到其标度因数和阈值分别为21．76mV／（°）／s和0．002（°）／s。

简介：针对现有力矩电机驱动角振动激励源频率难以超过100Hz、波形失真大、不能满足宽频高精度角振动校准需求的现状，提出采用框式结构电磁驱动方法，显著降低驱动线圈电感以实现驱动力快速响应，并采用精密轻质空心杯空气轴承实现轴系定位，以克服摩擦力、提高回转定位精度，结合有限元分析仿真，将空气轴承转子与励磁线圈骨架进行整体优化设计，使轴系固有频率提升至2800Hz以上。新的角振动激励装置的测试结果表明，工作频率范围达到600Hz，角加速度波形失真度小于2%，可实现1kg承载和1760rad/s2最大角加速度，超出德国PTB角振动标准给出的50g承载和1400rad/s2最大角加速度的技术指标，可更广泛用于高精度角振动校准及角运动传感器的动态性能评价。

简介：微机械陀螺广泛应用于组合导航系统。以插秧机GPS/INS组合导航系统为研究背景,针对微机械陀螺的误差进行了研究。为了提高插秧机组合导航系统的定位精度,首先通过分析微机械陀螺的工作原理对微机械陀螺的误差来源和分类进行了深入的分析,说明微机械陀螺的随机误差是影响插秧机组合导航系统定位精度的一个主要因素。然后基于时间序列的分析建立了微机械陀螺的AR随机误差模型,并利用此模型采用Kalman滤波算法对采集的试验数据进行处理。实验结果表明,在采用AR模型后,微机械陀螺的随机误差的方差减小了一个数量级,随机误差的幅值也明显减小。

简介：由于GPS和无线电信号在水下衰减很快而无法使用，因此以惯性导航为核心，加以其它声学辅助导航设备的组合导航系统正适合水下航行器的使用环境。以捷联惯性系统／超短基线／多普勒测速仪／磁航向仪组合导航系统为研究对象，给出了联邦滤波结构，并利用X^2残差检测法诊断出子系统的故障并进行系统重构从而不影响系统性能，最后对组合系统进行了仿真，成功检测出了超短基线系统定位故障并及时进行了隔离。姿态误差和速度误差在故障发生和消失时刻由于系统重构有轻微跳动，其它时刻均保持较高精度，当故障消失时位置误差又恢复到正常量级（5～10m）。仿真结果表明，所提出的SINS／水下声学辅助设备组合导航系统能够提供水下航行器精确的速度、姿态及位置信息，并能够正确及时检测并隔离故障。