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神经网络拟合的激光陀螺惯组重力实时测量滤波
1
作者 高春峰 程嘉奕 +6 位作者 陈迈伦 魏国 罗晖 侯承志 朱旭 马海阳 王景 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第5期70-77,共8页
为了解决激光陀螺惯组重力测量系统中传统重力滤波方法的固定长时延问题,提出一种基于神经网络拟合滤波的重力数据实时处理方法,通过对有限长单位冲激响应(finite impulse response,FIR)滤波器进行神经网络拟合,降低对未来数据的长依赖... 为了解决激光陀螺惯组重力测量系统中传统重力滤波方法的固定长时延问题,提出一种基于神经网络拟合滤波的重力数据实时处理方法,通过对有限长单位冲激响应(finite impulse response,FIR)滤波器进行神经网络拟合,降低对未来数据的长依赖,从而有效减少滤波时延。实验结果表明,与FIR滤波器相比,该方法的处理时延降低了93%,平均滤波精度优于2 mGal,表明所提方法在保持较高精度的同时显著提升了数据处理的实时性,为激光陀螺惯组重力测量系统的实时重力测量提供了解决方案。 展开更多
关键词 重力测量 神经网络 FIR低通滤波 实时处理 重力数据处理
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挠性陀螺交叉耦合影响因素分析及控制
2
作者 蔡曜 司玉辉 +2 位作者 王玉琢 杜鑫 尹路 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期141-151,共11页
由于机械结构误差和电气干扰,实际生产的挠性陀螺存在交叉耦合。分析交叉耦合影响因素,确定其为差动式电感传感器铁芯柱垂直度和力矩器线圈周向偏移角度,由此建立传感器、力矩器的误差模型,定量分析了各影响因素对交叉耦合的影响程度。... 由于机械结构误差和电气干扰,实际生产的挠性陀螺存在交叉耦合。分析交叉耦合影响因素,确定其为差动式电感传感器铁芯柱垂直度和力矩器线圈周向偏移角度,由此建立传感器、力矩器的误差模型,定量分析了各影响因素对交叉耦合的影响程度。设计铁芯柱精密装配工装、线圈精密装配工装,并对力矩器进行可调设计,控制挠性陀螺交叉耦合。工程实践表明:各项控制方法均取得较好效果,交叉耦合稳定控制为不大于1%;各项控制方法提高了挠性陀螺对角速度的测量精度,进而提高了惯导系统的导航精度。 展开更多
关键词 挠性陀螺 交叉耦合 影响因素 差动式电感传感器 力矩器 可调设计
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TiO_(2)/Au复合薄膜的制备及其在平板电极的应用
3
作者 梅玉盈 雷兵 +3 位作者 潘瑶 罗一鸣 杨开勇 贾永雷 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3263-3272,共10页
针对当前半球谐振陀螺平板电极表面吸附有机杂质问题,利用TiO_(2)薄膜的光催化性质,设计了一种TiO_(2)/Au复合薄膜结构以减弱平板电极表面有机物的存在,提高平板电极表面薄膜质量。通过射频磁控溅射法在熔融石英衬底上制备了不同厚度(80... 针对当前半球谐振陀螺平板电极表面吸附有机杂质问题,利用TiO_(2)薄膜的光催化性质,设计了一种TiO_(2)/Au复合薄膜结构以减弱平板电极表面有机物的存在,提高平板电极表面薄膜质量。通过射频磁控溅射法在熔融石英衬底上制备了不同厚度(80~327 nm)的TiO_(2)薄膜,利用表征手段对TiO_(2)薄膜的晶体结构、晶粒大小、表面形貌、吸光特性和光催化性能进行研究,结果表明:厚度为240 nm的TiO_(2)薄膜具有较好的结晶度,合适的晶粒尺寸,最小的禁带宽度,从而具有最佳光催化活性。最后通过实验验证TiO_(2)/Au复合薄膜结构的平板电极的力学性能和光催化性,结果表明:TiO_(2)/Au复合薄膜满足平板电极表面膜层结合力要求,有助于提升表面膜层的耐摩擦性能,同时具有优异的降解有机物的性能,能够减小有机杂质对电容均匀性的影响,为高精度谐振陀螺的研制提供技术支撑。 展开更多
关键词 谐振陀螺 平板电极 二氧化钛薄膜 光催化 自清洁
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微机械振动轮式陀螺样机的实验研究 被引量：6
4
作者 董煜茜 高钟毓 +1 位作者 陈志勇 张嵘 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期65-70,84,共7页
介绍了静电驱动 ,电容检测的微机械振动轮式陀螺仪样机的结构 ,工作原理 ,驱动与检测电路以及实验结果 ;给出了检测电路的分辨率 ;从样机试验所观测到的试验现象和获得的特性曲线出发 ,从理论上加以分析和验证 ,得到了该陀螺样机驱动轴... 介绍了静电驱动 ,电容检测的微机械振动轮式陀螺仪样机的结构 ,工作原理 ,驱动与检测电路以及实验结果 ;给出了检测电路的分辨率 ;从样机试验所观测到的试验现象和获得的特性曲线出发 ,从理论上加以分析和验证 ,得到了该陀螺样机驱动轴的非线性机械特性和检测轴分辨率 ;并提出了如何克服谐振频率不匹配的措施。指出该陀螺精度达到 1 0°～ 1°/h是可行的。 展开更多
关键词 微机械陀螺 驱动电路 检测电路 实验 信噪比
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挠性陀螺EMD-ARIMA漂移模型设计与应用 被引量：1
5
作者 蔡曜 司玉辉 +3 位作者 王玉琢 黄涛 张亚静 杨晓龙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3434-3444,共11页
为降低挠性陀螺的漂移率,提高挠性陀螺的精度,基于经验模态分解(EMD)、求和自回归移动平均(ARIMA)2种信号处理工具,提出EMD-ARIMA漂移模型。设计野点剔除算子,避免EMD过程中出现过冲、欠冲问题;对本征模态函数(IMF)辨识进行讨论,制定各... 为降低挠性陀螺的漂移率,提高挠性陀螺的精度,基于经验模态分解(EMD)、求和自回归移动平均(ARIMA)2种信号处理工具,提出EMD-ARIMA漂移模型。设计野点剔除算子,避免EMD过程中出现过冲、欠冲问题;对本征模态函数(IMF)辨识进行讨论,制定各阶IMF的使用原则;设计自适应定阶寻优算子,避免依靠技术人员判读自相关图、偏自相关图进行ARIMA建模,实现对多个信号(或多阶IMF)进行EMD-ARIMA建模的批处理功能。将重构的拟合信号和原始信号进行对比。工程实践表明:最终重构的拟合信号较原始信号漂移率降低了12.8%;Allan方差各项误差源均降低,MAPE为3.6×10^(-3),RMSE为5.1×10^(-3),残差趋于白噪声;漂移模型在挠性陀螺漂移建模中,具有同路重复性、两路一致性、不同个体通用性。 展开更多
关键词 挠性陀螺 求和自回归移动平均模型 经验模态分解 野点剔除算子 自适应定阶寻优算子
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振动式微机械陀螺仪动力学分析 被引量：1
6
作者 陈家斌 郭秀中 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期178-181,共4页
对振动式微机械陀螺仪动力学进行了分析研究，对影响陀螺仪角运动误差的各干扰力矩项进行了分析，并对陀螺仪参数设计应注意的问题进行了初步探讨。
关键词 陀螺仪 力矩 动力学 微机械陀螺仪 航空
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压电振动微机械陀螺研究 被引量：1
7
作者 何国鸿 陈抗生 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第11期65-68,64,共5页
本文介绍了一种新型的压电振动微机械陀螺与其它大多数压电陀螺不同，它不需要弹性元件，由压电材料本身构成振子完成陀螺功能由PZT薄膜材料做成的平板沿厚度方向极化并受电激励产生厚度伸缩振动，当一输入角速度作用于振子；根据哥氏... 本文介绍了一种新型的压电振动微机械陀螺与其它大多数压电陀螺不同，它不需要弹性元件，由压电材料本身构成振子完成陀螺功能由PZT薄膜材料做成的平板沿厚度方向极化并受电激励产生厚度伸缩振动，当一输入角速度作用于振子；根据哥氏效应，则在极化轴和输入角速度轴组成的平面垂直方向上产生一正比于输入角速度大小的感应电压．它是一种双轴陀螺本文结出了它的物理模型，并用PZT陶瓷晶体做了宏观模拟实验．实验结果与理论计算一致文章还对由PZT薄膜构成的微机械压电陀螺进行了性能估算． 展开更多
关键词 陀螺 压电振动 微机械陀螺 厚度伸缩振动
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关于提取微机械陀螺仪输入角速度的研究 被引量：1
8
作者 李万玉 阮爱武 罗晋生 《传感器技术》 CSCD 1999年第2期10-12,共3页
研究了陀螺的输出信号，包括被两次调制的哥氏加速度信号和机械耦合误差、电子机械耦合误差等误差信号。
关键词 微机械陀螺 哥氏加速度 信号处理 输入角速度
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气体介质对动力调谐陀螺仪性能的影响机理及调整措施
9
作者 凌林本 陈仁康 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1998年第2期40-44,共5页
在动力调谐陀螺研制和生产过程中发现，陀螺从启动到稳定所需时间较长，在长时间随机漂移测试中，有明显的斜坡漂移。这在很大程度上降低了陀螺的性能，影响了陀螺的应用，经研究发现，陀螺的内部气体在这当中起着重要作用。本文详细分... 在动力调谐陀螺研制和生产过程中发现，陀螺从启动到稳定所需时间较长，在长时间随机漂移测试中，有明显的斜坡漂移。这在很大程度上降低了陀螺的性能，影响了陀螺的应用，经研究发现，陀螺的内部气体在这当中起着重要作用。本文详细分析了陀螺内部气体对动力调谐陀螺性能影响的机理，并提出了解决方法。 展开更多
关键词 气体阻尼力矩 气体动压力矩
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核磁共振陀螺中原子气室温度场的研究 被引量：12
10
作者 易鑫 汪之国 +2 位作者 夏涛 徐迪 杨开勇 《中国光学》 EI CAS CSCD 2016年第6期671-677,共7页
为研究核磁共振陀螺中加热机构对原子气室性能的影响,设计了5种典型加热方式。利用有限元分析软件ANSYS建立了原子气室的温度场模型,给出了原子气室表面的稳态温度场分布情况。同时设计了探测精度为0.01℃的测温电路,对原子气室表面不... 为研究核磁共振陀螺中加热机构对原子气室性能的影响,设计了5种典型加热方式。利用有限元分析软件ANSYS建立了原子气室的温度场模型,给出了原子气室表面的稳态温度场分布情况。同时设计了探测精度为0.01℃的测温电路,对原子气室表面不同位置的温度进行监控,获得了不同加热方式下原子气室表面的温度变化情况。将仿真和实验结果进行比较,发现误差在5%之内,验证了仿真模型的正确性。综合仿真和实验结果比较了不同加热方式下原子气室表面温度分布情况,获得了能够使原子气室表面温度分布最均匀的加热方式。 展开更多
关键词 核磁共振陀螺 原子气室 加热机构 温度场
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激光陀螺SINS/GPS组合导航车载试验系统 被引量：11
11
作者 李涛 吴美平 +1 位作者 江明 庹洲慧 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期104-108,共5页
SINS GPS组合导航系统已经应用于许多不同的领域。介绍一种已经进入试验阶段的低成本激光陀螺SINS GPS组合导航系统。根据系统的硬件结构,设计实现了与实际系统相匹配的组合导航滤波器,根据车载试验的结果,着重分析了系统车载试验中不... SINS GPS组合导航系统已经应用于许多不同的领域。介绍一种已经进入试验阶段的低成本激光陀螺SINS GPS组合导航系统。根据系统的硬件结构,设计实现了与实际系统相匹配的组合导航滤波器,根据车载试验的结果,着重分析了系统车载试验中不同导航模式对系统性能的影响,最后给出了一些有益的结论。 展开更多
关键词 激光陀螺 SINS GPS 组合导航 KALMAN滤波
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长寿命、低功耗、低噪声液浮陀螺仪技术分析 被引量：10
12
作者 韦俊新 刘德钧 +1 位作者 李德才 凌林本 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第5期48-51,共4页
根据我国目前液浮陀螺仪的应用特点,结合已应用于型号的单自由液浮陀螺仪产品,对研究并设计新型长寿命、低噪声、低功耗液浮陀螺仪的各种关键因素做了较为详细的分析,通过分析提出设计该型陀螺仪采取的方法。
关键词 长寿命 低功耗 低噪声 液浮陀螺仪 技术特点 设计 陀螺电机
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大温差应用环境下的MEMS陀螺零偏补偿研究 被引量：11
13
作者 赵旭 苏中 +1 位作者 马晓飞 田少欣 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1079-1083,共5页
MEMS陀螺的工艺特点决定了其零偏随温度呈现非线性变化的特点。针对工业现场实际应用环境温度变化范围大、分段补偿模型断点处不连贯和补偿温度范围小等问题,提出了一种新型的无需分段、全温度区间线性回归补偿模型;并且针对MEMS陀螺启... MEMS陀螺的工艺特点决定了其零偏随温度呈现非线性变化的特点。针对工业现场实际应用环境温度变化范围大、分段补偿模型断点处不连贯和补偿温度范围小等问题,提出了一种新型的无需分段、全温度区间线性回归补偿模型;并且针对MEMS陀螺启动不稳定性因素对零偏造成的影响,改进的补偿模型可有效抑制陀螺上电时刻的零偏。经过实验验证:该模型补偿后的数据较陀螺原始数据零偏提高了将近3个数量级,从2.9027°/s提高到0.0091°/s,并且该算法相对简单易于编程实现,具有很好的工程实用价值。 展开更多
关键词 MEMS陀螺 零偏 全温度区间 线性回归 温度补偿
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机抖激光陀螺温度场的有限元模拟与实验 被引量：16
14
作者 于旭东 张鹏飞 +1 位作者 汤建勋 龙兴武 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期913-920,共8页
为了研究机抖激光陀螺内在热源对陀螺性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的温度场模型,对有限元模型进行了温度场仿真分析。描述了有限元模型的简化方法,介绍了材料热参数的处理及热生成率和换热系数的计算方法,最... 为了研究机抖激光陀螺内在热源对陀螺性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的温度场模型,对有限元模型进行了温度场仿真分析。描述了有限元模型的简化方法,介绍了材料热参数的处理及热生成率和换热系数的计算方法,最后给出了机抖激光陀螺的稳态温度场1h和3h的瞬态温度场分布,指出了机抖激光陀螺的最高、最低温度分布区域及温度梯度分布情况。设计了高精度的铂电阻测温电路,其测温精度为0.005℃,仿真与实验对比结果表明,计算误差优于2%,验证了模型的正确性和合理性。本文的研究方法可为陀螺盒体内部测温点的选取提供指导意见,有助于提高机抖激光陀螺的温度补偿效果。 展开更多
关键词 机抖激光陀螺 温度场 有限元分析
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机械抖动激光陀螺的随机振动响应分析 被引量：18
15
作者 于旭东 龙兴武 汤建勋 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1760-1766,共7页
对机抖激光陀螺进行了随机振动响应分析,以考察其承受动力学环境的能力。介绍了基础激励下结构随机振动响应的分析方法,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的有限元模型并进行了模态分析,与试验结果对比表明,计算误差<7%,验... 对机抖激光陀螺进行了随机振动响应分析,以考察其承受动力学环境的能力。介绍了基础激励下结构随机振动响应的分析方法,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的有限元模型并进行了模态分析,与试验结果对比表明,计算误差<7%,验证了模型的合理性和精确性。对机抖激光陀螺的轴向和横向随机振动激励进行了有限元计算,对轴向激励下随机振动的试验结果和有限元分析结果进行了对比,通过分析对结构加速度响应的功率谱密度等统计量,研究了随机振动试验中机抖激光陀螺结构的随机响应,指出了现有结构设计的薄弱环节,提出了改进意见,为机抖激光陀螺的研发和设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 激光陀螺 随机振动 有限元分析 模态分析
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基于BP网络的激光陀螺刻度因子的精确建模 被引量：7
16
作者 徐晓东 赵忠 +1 位作者 王毅 李丽锦 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期398-400,共3页
BP网络具有很强的非线性映射能力,能从已有数据中自动地归纳规则,获得这些数据的内在规律。文中先提出激光陀螺刻度因子与环境温度及温度增量有关的假设,然后采用双输入的三层BP网络建立模型,结构简单,精度高,均方差仅1.3×10-6,具... BP网络具有很强的非线性映射能力,能从已有数据中自动地归纳规则,获得这些数据的内在规律。文中先提出激光陀螺刻度因子与环境温度及温度增量有关的假设,然后采用双输入的三层BP网络建立模型,结构简单,精度高,均方差仅1.3×10-6,具有实用意义。 展开更多
关键词 激光陀螺 BP网络 精确建模 因子 刻度 非线性映射能力 内在规律 环境温度 网络建立 双输入 均方差 数据
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环形激光陀螺频率稳定性的研究 被引量：7
17
作者 杨恒 蒋东方 +2 位作者 范东远 陈楸 陈明 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期414-418,共5页
对直腔式和环形谐振腔的稳频原理进行了理论上的探讨，并给出了环形激光陀螺的稳频精度分析。根据环形激光器研制过程中的需要，提出了一种基于单片机系统的实用稳频方案，并对该系统的电路时序工作过程进行了分析，作者还将该方案与 Ｈ... 对直腔式和环形谐振腔的稳频原理进行了理论上的探讨，并给出了环形激光陀螺的稳频精度分析。根据环形激光器研制过程中的需要，提出了一种基于单片机系统的实用稳频方案，并对该系统的电路时序工作过程进行了分析，作者还将该方案与 Ｈ． Ｊ． Ｍｕｒｐｈｙ 提出的数字式稳频系统在性能上进行了比较。 展开更多
关键词 环形激光器 稳频系统 精度 环形激光陀螺
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基于灰色时序模型的激光陀螺漂移数据滤波 被引量：8
18
作者 魏国 汤建勋 +1 位作者 王宇 龙兴武 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期747-751,共5页
为了有效抑制机抖激光陀螺(RLG)输出数据中的随机漂移,提出了采用新陈代谢GM(1,1)灰色模型与时间序列模型融合的灰色时序建模新方法。依据所建模型对激光陀螺的漂移数据进行Kalman滤波,并利用Allan方差法对建模滤波前后的陀螺数据进行... 为了有效抑制机抖激光陀螺(RLG)输出数据中的随机漂移,提出了采用新陈代谢GM(1,1)灰色模型与时间序列模型融合的灰色时序建模新方法。依据所建模型对激光陀螺的漂移数据进行Kalman滤波,并利用Allan方差法对建模滤波前后的陀螺数据进行分析对比。结果表明:该方法抑制激光陀螺随机漂移的效果优于传统的时序建模后Kalman滤波的方法,有效降低了激光陀螺的量化误差、角度随机游走、零偏不稳定性、角速率随机游走、速率斜坡;相对于传统方法,对量化误差的改善尤为明显。 展开更多
关键词 激光陀螺 灰色系统 时间序列分析 KALMAN滤波 ALLAN方差
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几种光学陀螺的研究进展 被引量：7
19
作者 毛献辉 田芊 +1 位作者 滕云鹤 章燕申 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第1期15-19,共5页
除了He-Ne气体激光陀螺外,国内外提出了研制新型光学陀螺的多种方案。该文介绍了其中干涉式光纤陀螺、循环再入式光纤陀螺、集成光学陀螺、半导体激光陀螺的研究现状,着重介绍了超短脉冲激光陀螺研究;同时指出了光学陀螺的发展趋势。
关键词 光学陀螺 干涉式光纤陀螺 循环再入式光纤陀螺 集成光学陀螺 半导体激光陀螺 超短脉冲激光陀螺
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MEMS环形振动陀螺结构设计与仿真分析 被引量：11
20
作者 寇志伟 曹慧亮 +3 位作者 刘俊 冯恒振 任建军 连树仁 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第7期479-484,491,共7页
针对轴对称壳形振动陀螺的工作机理与振动特性,提出了一种新颖的全对称U型梁MEMS环形波动陀螺,并分析了其工作原理、振动特性与敏感工作方式。在此基础上应用ANSYS有限元分析软件建立了该环形振动陀螺谐振结构的有限元模型,分别进行了... 针对轴对称壳形振动陀螺的工作机理与振动特性,提出了一种新颖的全对称U型梁MEMS环形波动陀螺,并分析了其工作原理、振动特性与敏感工作方式。在此基础上应用ANSYS有限元分析软件建立了该环形振动陀螺谐振结构的有限元模型,分别进行了模态分析、谐响应分析、瞬态冲击响应分析与静力分析。仿真分析结果显示该环形陀螺驱动与敏感模态固有频率的频差为33 Hz,工作模态的频率匹配性较好;工作模态与其他振动模态的最小频差为1 032 Hz,能够有效抵抗环境振动的干扰;谐振结构在10 000g的瞬态冲击作用下最大应力为39.5 MPa,可以正常稳定工作。 展开更多
关键词 微电子机械系统(MEMS) 环形振动陀螺 振动特性 有限元分析 工作模态 模态分析
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