框架式垂直陀螺仪误差特性研究.pdf

《框架式垂直陀螺仪误差特性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年第34卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)51DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)12--0051--03框架式垂直陀螺仪误差特性研究李丽锦，汤恒先，周志广，周军涛(西北工业大学第365研究所。陕西西安710065)摘要：在分析框架式垂直陀螺仪结构特性的基础上，推导出框架式垂直陀螺仪在不同状态下的测量误差模型，总结其测量误差特性，找出误差原因并为提高测量精度提出有效的解决方案。通过对误差模型的仿真计算，

2、并将仿真结果与实际试验测量结果进行比较，结果表明：该框架式垂直陀螺仪误差模型符合实际测量特性，能够为工程应用提供有力的理论依据。关键词：陀螺仪；地垂线；修正力矩；干扰力矩；误差模型；横向修正；纵向修正中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)12-0051-03Research0nerrorcharacteristicsofflrametypeverticalgyroscopeLILi-jin，TANGHeng—xian，ZHOUZhi—guang，ZHOUJun—t

3、ao(No365ResearchInstitute，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710065，China)Abstract：Onthebasisofanalysisonstructurecharacteristicsofframetypeverticalgyroscope，deducemeasurementerrormodelforframetypeverticalgyroscopeindifferentconditions，summarizeme

4、asurementerorcharacteristics，finderorreasonsandproposeeffectivesolutionstoimproveprecisionofmeasurement．Bysimulationcalculationoferormodel，andcomparesimulationresultwithactualtestresult，resultsshowthattheerormodelforframetypeverticalgyroscopeaccordswith

5、actualmeasurementcharacteristics，andCanprovidetheoreticalbasisforengineeringapplication．Keywords：gyroscope；vertical；corectiontorque；disturbancetorque；errormodel；lateralcorection；longitudinalcorection0引言1框架式垂直陀螺仪运动方程框架式垂直陀螺仪是测量飞机姿态角(俯仰角和倾斜根据框架式垂直陀螺仪的结构特点

6、和动静分析法，其角)的一种装置，是飞机自动驾驶仪的主要部件之一，并具运动方程如下有“仪表之王”的美称，在军事和民用领域广泛应用。近f日(＆+(EJ一(EJ)=+⋯代飞机以框架式垂直陀螺仪为敏感元件组成飞机的姿态系【H(卢一f+)=h+统，并形成中心姿态信号源，使框架式垂直陀螺仪仍具有不其中，日为垂直陀螺的角动量；为内环横轴与地平横可取代的地位。轴夹角(影响倾斜角)，为内环纵轴与地平纵轴夹角(影响框架式垂直陀螺仪主要由双自由度陀螺仪、修正装置俯仰角)，实际上就代表了自转轴相对地垂线的运动；M，组成，其工

7、作原理是基于综合利用了陀螺和摆的特性。陀分别为作用在内环上的修正外力矩和干扰外力矩；分别为作用在外环上的修正外力矩和干扰外力矩；，螺自转轴具有方向的稳定性，但缺少方向的选择性；摆对地垂线具有方向的选择性，但缺少方向的稳定性。框架式垂，分别为倾斜角速率，俯仰角速率，航向角速率。2机体静止状态分析直陀螺仪结构特性使其测量具有完全自主、可靠性高等特当机体处于静止状态，tO，09f，均为零，运动方程点，但也使其在运动状态下具有原理性测量误差。式(1)可简化为本文针对框架式垂直陀螺的结构特性，推导出其在运fH=

8、Mh+Mh动状态下的误差模型，并进行仿真和实验验证，为工程应用{＼H．(2)p=M+M打提高测量精度提供了理论基础。收稿日期：2015-03-3052传感器与微系统第34卷在断开陀螺修正情况下，即Mk==O，假设自转轴4机体盘旋运动分析初始偏角为。，』90，可得运动规律如下设飞机作盘旋飞行，盘旋角速度为，则沿横向必存在向心加速度，从而存在向心力，这时框架式垂直陀OZ~OL0-t．螺仪的摆受到重力和向心力的合力作用，沿横向偏离地垂l卢Mdy(3)线，处于视