艦船用平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)測控技術(shù)研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差是隨其使用時(shí)間的延長而增長的，增長的速度與慣性元件的精度有關(guān)，而慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度的提高依賴于慣性元件精度的提高和系統(tǒng)能否最大限度地發(fā)揮慣性元件的精度。為此，本文深入開展了改善慣性元件工作環(huán)境和基于現(xiàn)有慣性元件精度條件下提高系統(tǒng)精度的研究工作： 液浮慣性元件的精度受其溫度控制精度的影響很大。本文提出了基于內(nèi)?？刂频膽T性元件溫度控制的方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用單片機(jī)完成內(nèi)模溫度控制的總體方案。通過系統(tǒng)仿真研究與實(shí)驗(yàn)性能測

2、試，結(jié)果表明：基于內(nèi)?？刂频膽T性元件溫度控制具有抗干擾能力強(qiáng)、溫控精度高的優(yōu)點(diǎn)。 在設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了單位置環(huán)反饋平臺穩(wěn)定回路的基礎(chǔ)上，提出了基于姿態(tài)角旋轉(zhuǎn)變壓器軸角信號微分獲得軸角速度信號的方法，解決了國內(nèi)平臺穩(wěn)定回路長期只能采用單位置環(huán)反饋控制的問題，設(shè)計(jì)了位置環(huán)、速度環(huán)雙環(huán)反饋的平臺穩(wěn)定回路控制方案。仿真表明：穩(wěn)定回路雙環(huán)反饋方法可以在同樣的系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)下獲得比單位置壞反饋方法更好的靜態(tài)跟蹤精度和動(dòng)態(tài)跟蹤精度。 設(shè)計(jì)

3、了基于自抗擾控制方法的二自由度陀螺穩(wěn)定平臺控制回路，主要包括：基于穩(wěn)定回路系統(tǒng)實(shí)際工作狀態(tài)設(shè)計(jì)了穩(wěn)定回路自抗擾控制器的結(jié)構(gòu)，整定了自抗擾控制器的各個(gè)參數(shù)。仿真結(jié)果表明：基于自抗擾控制方法的穩(wěn)定回路具有快速估計(jì)擾動(dòng)量并及時(shí)補(bǔ)償此擾動(dòng)量的能力；自抗擾控制器中的非線性函數(shù)可以使設(shè)計(jì)的穩(wěn)定回路具有調(diào)節(jié)速度快、動(dòng)態(tài)誤差小、無穩(wěn)態(tài)誤差、系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、魯棒性好的優(yōu)點(diǎn)；可以獲得比雙環(huán)反饋方法更好的靜態(tài)跟蹤精度和動(dòng)態(tài)跟蹤精度。 深入研究陀螺殼

4、體旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)，詳細(xì)推導(dǎo)了采用殼體旋轉(zhuǎn)監(jiān)控技術(shù)后陀螺在四種形式的確定性干擾力矩情況下所產(chǎn)生的陀螺漂移結(jié)果；得出了典型參數(shù)下陀螺殼體旋轉(zhuǎn)角速度的選取范圍；詳細(xì)推導(dǎo)得出了陀螺在三種常見隨機(jī)干擾力矩相關(guān)函數(shù)形式產(chǎn)生的陀螺漂移方差的表達(dá)式，通過比較陀螺殼體旋轉(zhuǎn)與不旋轉(zhuǎn)陀螺漂移方差間的關(guān)系，提出了根據(jù)陀螺隨機(jī)漂移統(tǒng)計(jì)特性選取陀螺殼體旋轉(zhuǎn)角速度的原則；給出了慣導(dǎo)系統(tǒng)陀螺殼體旋轉(zhuǎn)監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。 提出慣導(dǎo)系統(tǒng)變阻尼系數(shù)水平阻尼網(wǎng)絡(luò)切換

5、的方法，給出二階水平阻尼網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化原則，設(shè)計(jì)了不同阻尼系數(shù)的二階水平阻尼網(wǎng)絡(luò)；給出了基于不同阻尼系數(shù)二階水平阻尼網(wǎng)絡(luò)的慣導(dǎo)系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型；實(shí)現(xiàn)了不同阻尼系數(shù)水平阻尼網(wǎng)絡(luò)間平穩(wěn)切換的無擾動(dòng)切換技術(shù)。仿真結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的水平阻尼網(wǎng)絡(luò)符合優(yōu)化原則，慣導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)使用條件切換不同阻尼系數(shù)水平阻尼網(wǎng)絡(luò)能夠較好地提高慣導(dǎo)系統(tǒng)在機(jī)動(dòng)航行狀態(tài)下的系統(tǒng)精度。 設(shè)計(jì)并構(gòu)建了船用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，完成了慣導(dǎo)系統(tǒng)的室內(nèi)靜基座和搖擺試驗(yàn)、系泊試驗(yàn)和航行試驗(yàn)