光纤陀螺旋转惯导系统误差抑制技术

目录
第1章 绪论 1
1.1 光纤陀螺的发展历程 2
1.1.1 国外光纤陀螺的研究 3
1.1.2 国内光纤陀螺的研究 4
1.2 旋转惯导系统的发展 5
1.2.1 美国旋转惯导系统的研究 5
1.2.2 国内旋转惯导系统的研究 6
1.3 旋转惯导系统的误差研究 7
1.3.1 惯性器件误差分析与建模 7
1.3.2 系统误差参数的标定 8
1.3.3 系统误差分析与建模 9
1.3.4 系统误差补偿与校正 9
1.4 本书内容概述 10
第2章 光纤陀螺误差分析与补偿 11
2.1 光纤陀螺简介 12
2.1.1 萨奈克效应 12
2.1.2 光纤陀螺的原理及特点 13
2.2 光纤陀螺的温度漂移建模与补偿 14
2.2.1 温度漂移机理 14
2.2.2 基于IUKF和神经网络的温度建模与补偿 15
2.3 光纤陀螺的随机误差分析 26
2.3.1 阿伦方差局限分析 26
2.3.2 基于阻尼振荡假设的经典方差分析及其前提 31
2.3.3 两种分析方法的前提探讨与合理解释 33
2.3.4 基于混合分段的阿伦方差分析 35
第3章 旋转惯导系统误差特性分析与补偿 41
3.1 坐标系及误差描述 42
3.1.1 坐标系的定义 42
3.1.2 误差的定义 43
3.1.3 旋转轴运动及其误差描述 45
3.2 捷联式惯导系统误差模型 46
3.2.1 导航基本方程 46
3.2.2 误差方程 47
3.3 旋转惯导系统误差模型 47
3.3.1 误差方程及误差调制原理 47
3.3.2 不同旋转方案的旋转矩阵表示 49
3.4 旋转惯导系统误差分析 53
3.4.1 单轴旋转惯导系统误差分析 53
3.4.2 双轴旋转惯导系统误差分析 57
3.5 系统旋转性误差分析 65
3.5.1 旋转轴不正交误差分析 65
3.5.2 器件测角误差分析 65
3.5.3 换向超调误差分析 67
3.5.4 转速控制误差分析 67
3.6 旋转惯导误差综合仿真 68
3.6.1 常值漂移误差仿真 68
3.6.2 刻度系数误差仿真 70
3.6.3 安装误差仿真 72
3.6.4 随机漂移误差仿真 73
3.6.5 载体运动影响仿真 74
3.7 双轴旋转惯导系统的综合误差补偿 77
3.7.1 双轴旋转方案的缺陷 77
3.7.2 综合误差补偿方案 81
3.7.3 仿真与分析 85
第4章 系统设计与误差标定技术 93
4.1 系统硬件技术 94
4.1.1 总体技术方案 94
4.1.2 系统硬件方案 95
4.2 系统软件技术 98
4.2.1 电机控制与导航解算 98
4.2.2 显控软件 98
4.3 系统标定技术 99
4.3.1 误差标定模型 100
4.3.2 传统标定方法 100
4.3.3 基于双轴转台的无北向转停标定方法 104
第5章 系统旋转控制技术 111
5.1 旋转控制系统建模 112
5.1.1 三轴旋转惯导系统的框架结构 113
5.1.2 IMU的角运动分析 114
5.1.3 三轴力矩方程 115
5.1.4 系统控制建模与分析 117
5.1.5 仿真与实验 119
5.2 常规PID控制算法及其实现 121
5.2.1 PID参数整定 123
5.2.2 仿真与实验 123
5.3 基于反向电压的混合PID控制算法 124
5.3.1 控制算法的设计与实现 124
5.3.2 控制参数设计 125
5.3.3 仿真与实验 126
5.4 模糊控制算法的设计与实现 128
5.4.1 模糊控制器的原理 128
5.4.2 模糊控制器结构设计 129
5.4.3 模糊控制算法的实现 129
5.5 模糊自适应PID控制算法 132
5.5.1 算法结构设计 133
5.5.2 隶属度函数设计 133
5.5.3 模糊规则设计 133
5.5.4 算法仿真及结果 135
5.6 航向耦合效应抑制算法 137
5.6.1 航向耦合效应的产生及影响分析 137
5.6.2 航向耦合效应抑制算法的实现 140
5.6.3 实测姿态数据验证 141
第6章 系统阻尼校正技术 143
6.1 阻尼校正技术的实质及影响 144
6.1.1 阻尼校正技术的实质 144
6.1.2 阻尼校正技术的影响 147
6.2 水平阻尼网络的设计与实现 149
6.2.1 阻尼网络的设计 150
6.2.2 阻尼网络的实现 153
6.2.3 仿真与实验 155
6.3 阻尼状态超调误差抑制算法 159
6.3.1 误差抑制机理 159
6.3.2 仿真 160
6.3.3 实测数据实验 162
6.4 基于比例环节的阻尼校正算法 163
6.4.1 校正算法结构 163
6.4.2 仿真 164
6.4.3 实测数据实验 165
参考文献 168