机抖激光陀螺捷联系统抖动耦合误差分析及其抑制方法研究2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1研究背景及意义1

1.1.1环形激光陀螺的应用1

1.1.2环形激光陀螺原理及发展2

1.1.3环形激光陀螺工作方式及机械抖动的作用5

1.1.4抖动耦合误差6

1.2国内外抖动耦合误差研究状况8

1.2.1国外研究情况8

1.2.2国内研究现状9

1.2.3主要研究工具及方法10

1.3本书的主要内容、组织框架和主要贡献10

1.3.1本书的主要内容与组织结构10

1.3.2主要贡献12

第2章 激光陀螺及IMU动力学模型14

2.1机抖激光陀螺表头的动力学模型14

2.1.1 DRLG表头坐标系约定及基本参数14

2.1.2 DRLG动力学建模15

2.1.3 DRLG表头简化三维模型17

2.2 DRLG表头动力学响应特性仿真分析18

2.2.1 DRLG表头仿真分析边界条件18

2.2.2 DRLG表头静刚度仿真分析18

2.2.3 DRLG表头谐振响应模态仿真分析20

2.2.4 DRLG表头动力学特性参数验证及分析21

2.3 DRLG频域特性仿真分析22

2.3.1 DRLG结构与简化模型22

2.3.2 DRLG的模态分析22

2.3.3 DRLG的结构参数对模态的影响24

2.3.4 DRLG的频域响应特性仿真分析25

2.3.5 DRLG的抖动控制特性仿真分析28

2.4 DRLG瞬态特性仿真分析及验证29

2.4.1正弦抖动信号驱动下激光陀螺瞬态响应29

2.4.2加入随机信号的正弦信号驱动下激光陀螺瞬态响应30

2.4.3 DRLG振动特性的实验验证31

2.5 IMU构成及简化建模36

2.5.1基于DRLG的IMU的设计要求36

2.5.2 IMU的主要功能部件及安装模型37

2.5.3 IMU的有限元模型38

2.5.4 IMU的坐标系约定38

2.6 IMU动力学建模40

2.6.1 IMU的动力学参数约定40

2.6.2基座圆锥运动建模41

2.6.3安装变形导致的圆锥运动建模41

2.6.4激光陀螺抖动导致的圆锥运动建模42

2.7本章小结44

第3章 硬捷联IMU抖动耦合误差分析45

3.1硬捷联方式的结构特点及应用背景45

3.1.1硬捷联方式的结构特点及其等效模型45

3.1.2硬捷联方式的应用背景45

3.2硬捷联方式的耦合激励46

3.3硬捷联方式在力学环境下误差特性研究47

3.3.1静态力学作用对DRLG敏感轴的影响分析47

3.3.2振动激励无谐振响应条件下的影响情况48

3.3.3振动激励有谐振响应条件下的影响情况49

3.4基于实模态理论的敏感轴角变形传递函数计算53

3.5振动激励下IMU圆锥运动分析55

3.6圆锥误差的定量计算分析58

3.7 IMU抖动耦合动力学有限元仿真59

3.7.1 IMU的有限元模型60

3.7.2激光捷联系统抖动耦合动力学仿真数据分析61

3.8本章小结63

第4章 硬捷联IMU抖动耦合误差抑制方法研究64

4.1硬捷联IMU的DRLG抖动耦合误差分析64

4.1.1抖动干扰对其他陀螺锁区消除精度影响分析64

4.1.2抖动干扰对DRLG敏感轴圆锥运动误差的量化分析65

4.1.3 DRLG抖动耦合对加速度计精度影响分析69

4.1.4 DRLG安装面不相互垂直抖动耦合误差影响70

4.2硬捷联IMU外部环境振动耦合误差分析71

4.2.1抖动能量传递71

4.2.2系统壳体及其他部件振动特性的耦合误差分析74

4.2.3安装载体的耦合误差分析74

4.3硬捷联惯性系统耦合误差抑制方法75

4.3.1 DRLG敏感轴抖动耦合伪圆锥误差抑制方法75

4.3.2加速度计抖动耦合误差抑制方法76

4.3.3惯性系统内部抖动能量传递耦合误差抑制方法76

4.3.4安装载体的耦合误差抑制方法79

4.4硬捷联惯性系统耦合误差抑制设计方法80

4.4.1结构设计流程及准则80

4.4.2系统总体构成81

4.4.3主要零件设计及刚度校核81

4.4.4虚拟样机受迫振动分析85

4.5硬捷联惯性系统耦合误差抑制设计验证87

4.5.1抖动耦合误差验证方法87

4.5.2抖动耦合误差验证结果87

4.5.3硬捷联系统应用验证88

4.6本章小结89

第5章 软捷联IMU抖动耦合误差分析91

5.1软捷联方式的结构特点及应用背景91

5.1.1软捷联方式的结构特点及其等效模型91

5.1.2软捷联方式的应用背景92

5.2软捷联方式的抖动耦合激励及DRLG敏感轴误差特性研究92

5.3 IMU及内减振系统等效动力学模型94

5.3.1软捷联IMU中DRLG的动力学模型分析94

5.3.2软捷联IMU中加速度计的采样特性分析96

5.4振动环境条件下软捷联IMU圆锥运动分析96

5.4.1线振动条件下软捷联IMU圆锥运动分析96

5.4.2角振动软捷联IMU圆锥运动分析102

5.5圆锥角运动下激光陀螺捷联惯导系统误差机理研究109

5.5.1圆锥角振动与激光陀螺抖动相互作用转矩分析109

5.5.2转矩作用下陀螺抖动轴侧向形变分析110

5.5.3陀螺抖动轴侧向形变圆锥误差的定量分析112

5.6本章小结113

第6章 软捷联抖动耦合误差抑制方法研究115

6.1 IMU及其减振系统设计要求及原则115

6.1.1 IMU及其减振系统设计要求115

6.1.2 IMU及其减振系统设计原则116

6.1.3 IMU及其减振系统设计流程116

6.2 IMU圆锥运动抑制方法研究117

6.2.1 IMU减振布局方案优化分析117

6.2.2 IMU减振布局特性仿真118

6.2.3其他IMU耦合圆锥运动误差因素及其抑制方法124

6.3 DRLG的敏感轴相对偏移误差抑制方法125

6.3.1 DRLG敏感轴偏移误差抑制方法125

6.3.2 DRLG敏感轴偏移误差抑制效果分析126

6.4软捷联抖动耦合抑制方法优化及效果验证128

6.4.1样机使用背景需求及设计目标129

6.4.2 IMU及减振系统设计129

6.4.3高精度样机抖动耦合误差抑制设计验证132

6.5本章小结134

第7章 结论与展望135

7.1全文总结135

7.2研究展望136

参考文献137

后记141