Разработка и исследование методов испытаний микромеханических инерциальных модулей

• Автор: Иванов, Павел Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИСПЫТАНИЙ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
1.1 Современное состояние микромеханических чувствительных элементов (ММЧЭ) и систем на их основе
1.2 Традиционные методы и схемы калибровки ММЧЭ
1.2.1 Описание систем координат и переходов между ними
1.2.2 Математические модели выходных сигналов ММА и ММГ
1.2.3 Стандартная.схема калибровки триад-ММА и ММГ
1.2.4 Обработка данных стандартной калибровки
1.2.4.1 Оценка параметров математической модели выходных сигналов триады ММА
1.2.4.2 Оценка параметров математической модели выходных сигналов триады ММГ
1.3 Анализ источников погрешностей стандартной калибровки ММЧЭ
1.3.1 Погрешность ориентации средства испытаний относительно плоскости горизонта
1.3.2 Инструментальные погрешности испытательного средства
1.3.3 Неадекватность математических моделей выходных сигналов триад ММА и ММГ
1.3.4 Погрешность аппроксимации данных, полученных при калибровке
1.4 Современное состояние средств испытаний инерциальных ЧЭ и систем
на их основе
Выводы по главе
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ КАЛИБРОВКИ ММЧЭ И СИСТЕМ НА ИХ
ОСНОВЕ
2.1 Метод калибровки триады ММА
2.1.1 Анализ инструментальной погрешности калибровки триады ММА предложенным методом
2.2 Влияние линейного ускорения на показания триады ММГ
2.3 Метод калибровки триады ММГ
2.3.1 Алгоритм обобщенного фильтра Калмана (ОФК)
2.3.1.1 Общие сведения
2.3.1.2 Описание алгоритма работы
23.1.3 Модель погрешности алгоритма
2.3.1.4 Исследование случайных погрешностей
2.3.1.5 Математическое описание алгоритма
2.3.2 Анализ погрешности метода калибровки триады ММГ
Выводы по главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ ММЧЭ И СИСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ
3.1 Традиционные способы аттестации двухосных установок
3.1.1 Методы оценки погрешности позиционирования (точности углов разворота)
3.1.2 Методы оценки погрешности, задания угловой скорости и ее нестабильности в среднем за оборот
3.1.3 Методы-оценки отклонения от перпендикулярности осей стенда
3.2 Метод оценки отклонения от перпендикулярности осей
3.2.1 Анализ погрешности метода оценки отклонения от перпендикулярности осей
Выводы по главе
ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЫ1ЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ММЧЭ НА ДВУХОСНОМ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ СТЕНДЕ
4.1 Принцип построения и описание стенда двухосного автоматизированного
4.1.1 Структурная схема стенда
4.1.1.1 Механический агрегат

4.1.1.2 Электронный блок
4.1.2 Стенд двухосный автоматизированный. Внешний вид и технические характеристики
4.1.3 Программное обеспечение стенда
4.1.4 Результаты испытаний опытного образца стенда
4.2 Испытания ИИМ по предложенным методам калибровок
4.2.1 Объект испытаний
4.2.2 Испытания триады ММА
4.2.3 Испытания триады ММГ
4.2.3.1 Описание эксперимента
4.2.3.2 Результаты эксперимента
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Wxp (л/2, p) = Wxо + KX(Kxxg2 cos2 p - Kxyg2 sin Pcosp - g cosp - ayg sinP);
Wxnp (n / 2, p + л) = Wx0 + KKg2 cos2 P-Kg2 sinpcosp + gcosp + a-ygsinp).
Используя значения проекций гравитационного ускорения Земли на оси связанной системы координат, представленные в выражении (1.11), а также формулы (1.7) - (1.10), найдем основные параметры математической модели выходного сигнала триады ММА (1.5) для х - акселерометра с учетом погрешности ориентации средства испытаний относительно плоскости горизонта:
а) при позиционировании вокруг оси Ох:
W?p (к/2 - а,я/2) + W"p (Зл /2 - а,л /2)
".хО ~ 2 ’

Wxp (n/2-a,n/2)=Wx0 + Кх (g(Ai)/ + Дк cos а) - ayg(cosa + AOsina) +
+ р zg(sin а - А0 cos а));
Wxp(3n/2-a,n/ 2) = Wx о + Kx (g(Ay -AKCOsa) + a>, g( cos a + Д0 sin a) -- P z g(sin a - A0 cos a)).
б) при позиционировании вокруг оси Оу:
га (~п / 2,0) - Wxp (-Зл / 2,0)
А-Х ~

где Wxp (-л / 2,0) = Wxq + Kx(g + Kg2 + PzgA0 + agiAK - ;
Wxp (-Зл / 2,0) = Wx 0 + Kx (-g + Kg2 - pzgA0 - a g(AK + Ay)).
pa У(-а,0)-(-а-я,0)-2Ош(а) 2Kx cos(a)