動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀誤差分析及補(bǔ)償技術(shù)-陳智民

動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀的誤差分析及補(bǔ)償技術(shù)匯報(bào)人：陳智民2012年11月24日內(nèi)容提綱

一、動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀結(jié)構(gòu)簡介二、動(dòng)調(diào)陀螺儀結(jié)構(gòu)誤差分析與補(bǔ)償三、動(dòng)調(diào)陀螺儀應(yīng)用誤差分析與補(bǔ)償四、總結(jié)Subtitle一、動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀結(jié)構(gòu)簡介動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀的支承原理：轉(zhuǎn)子借助2對相互正交的撓性

軸和1個(gè)平衡環(huán)組成撓性接頭。一對共軸線的內(nèi)撓性軸把驅(qū)動(dòng)軸與平衡環(huán)連接起來。一對共軸線的外撓性軸把平衡

環(huán)與轉(zhuǎn)子連接起來。內(nèi)撓性軸、外撓性軸、驅(qū)動(dòng)軸

兩兩垂直，理想情況下下三

軸交與一點(diǎn)，稱為撓性支承點(diǎn)。一、動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀結(jié)構(gòu)簡介

一、動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀結(jié)構(gòu)簡介

動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀的結(jié)構(gòu)組成：

2.動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀的結(jié)構(gòu)組成示意圖：二、動(dòng)調(diào)陀螺儀結(jié)構(gòu)誤差分析與補(bǔ)償

a.剩余剛度和阻尼效應(yīng)引起的漂移誤差b.質(zhì)量不平衡引起的漂移誤差c.結(jié)構(gòu)非等彈性引起的誤差d.驅(qū)動(dòng)軸二倍旋轉(zhuǎn)頻率的角振動(dòng)引起的

誤差

二、動(dòng)調(diào)陀螺儀結(jié)構(gòu)誤差分析與補(bǔ)償a.剩余剛度和阻尼效應(yīng)引起的漂移誤差:

如果陀螺存在剩余剛度和阻尼效應(yīng)，則當(dāng)自轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸之間出現(xiàn)相對角偏移時(shí)，就有同相彈性力矩和正交彈性力矩作用在轉(zhuǎn)子上，使自轉(zhuǎn)軸進(jìn)動(dòng)偏離原來所穩(wěn)定的方位，極點(diǎn)沿著收斂螺線返回原點(diǎn)。這種自轉(zhuǎn)軸的方位偏離就是漂移。

補(bǔ)償技術(shù)：1）盡量減小錐形進(jìn)動(dòng)角頻率。2）盡量增大陀螺儀的時(shí)間常數(shù)。3）盡量減小自轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸之間的角偏移。二、動(dòng)調(diào)陀螺儀結(jié)構(gòu)誤差分析與補(bǔ)償b.質(zhì)量不平衡引起的漂移誤差：

在實(shí)際的儀表結(jié)構(gòu)中，由于加工和裝配誤差，不可能絕對精確地保證轉(zhuǎn)子質(zhì)心和平衡環(huán)質(zhì)心都位于撓性支承中心上，也不可能絕對精確的保證內(nèi)、外撓性軸軸線相交于一點(diǎn)。

補(bǔ)償技術(shù)：

撓性接頭制造好了，內(nèi)外撓性軸軸線偏離的距離便成定值。為了工藝上調(diào)整方便，可以先繞外撓性軸進(jìn)行靜平衡，然后再通過繞內(nèi)撓性軸進(jìn)行靜平衡。在對陀螺儀進(jìn)行精細(xì)的靜平衡以后，質(zhì)量不平衡漂移系數(shù)可以達(dá)到很小。二、動(dòng)調(diào)陀螺儀結(jié)構(gòu)誤差分析與補(bǔ)償

二、動(dòng)調(diào)陀螺儀結(jié)構(gòu)誤差分析與補(bǔ)償d.驅(qū)動(dòng)軸二倍旋轉(zhuǎn)頻率的角振動(dòng)引起的誤差：

在儀表工作過程中，驅(qū)動(dòng)軸可能出現(xiàn)繞著與其正交的軸的角振動(dòng)，這種角振動(dòng)也會引起平衡環(huán)的振蕩運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生慣性力矩作用在轉(zhuǎn)子上。如果驅(qū)動(dòng)軸角振動(dòng)頻率恰好是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率的2倍，那么平衡環(huán)力矩中將包含一個(gè)常值力矩分量，從而造成陀螺漂移。

補(bǔ)償技術(shù)：

這項(xiàng)誤差是單平衡環(huán)動(dòng)調(diào)陀螺儀一種原理性誤差。為了從根本上消除這項(xiàng)誤差，出現(xiàn)了雙平衡環(huán)式結(jié)構(gòu)，即在轉(zhuǎn)子和驅(qū)動(dòng)軸之間安裝2個(gè)在旋轉(zhuǎn)方向上互成90°但又不干涉的平衡環(huán)。三、動(dòng)調(diào)陀螺儀應(yīng)用誤差分析與補(bǔ)償動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀運(yùn)動(dòng)中誤差分析：“捷聯(lián)式定位定向系統(tǒng)”中的動(dòng)力調(diào)諧陀螺承受了載體在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)的全部線運(yùn)動(dòng)與角運(yùn)動(dòng)。線運(yùn)動(dòng)引起的測量誤差可以按動(dòng)力調(diào)諧陀螺的靜態(tài)誤差模型予以補(bǔ)償,而角運(yùn)動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)誤差則應(yīng)按其、動(dòng)態(tài)誤差模型予以補(bǔ)償。而補(bǔ)償這些誤差的先決條件是已知陀螺的誤差模型和誤差參數(shù)。三、動(dòng)調(diào)陀螺儀應(yīng)用誤差分析與補(bǔ)償動(dòng)力調(diào)諧陀螺靜態(tài)與動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)：三、動(dòng)調(diào)陀螺儀應(yīng)用誤差分析與補(bǔ)償動(dòng)力調(diào)諧陀螺安裝傾斜角引起的誤差分析：

在動(dòng)力調(diào)諧陀螺的裝配過程中陀螺和平衡環(huán)的中心軸總是不可能完全與驅(qū)動(dòng)軸軸線重合,因此存在一定的安裝傾斜角.陀螺及平衡環(huán)的安裝傾斜角對動(dòng)力調(diào)諧陀螺的調(diào)諧條件有影響,此干擾力矩與殼體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)而與力矩器對轉(zhuǎn)子的作用力有關(guān).

補(bǔ)償技術(shù)：

在裝配中應(yīng)盡量做到陀螺、平衡環(huán)及驅(qū)動(dòng)軸的軸線重合,以便減小對動(dòng)力調(diào)諧陀螺的調(diào)諧條件的影響.三、動(dòng)調(diào)陀螺儀應(yīng)用誤差分析與補(bǔ)償動(dòng)力調(diào)諧陀螺溫度變化引起的誤差分析：

溫度變化對動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀各部分的影響包括:轉(zhuǎn)子體質(zhì)心軸向偏移,力矩器力矩系數(shù)變化,動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀調(diào)諧狀態(tài)變化,信號器標(biāo)度因數(shù)變化,風(fēng)阻力矩變化.中等精度的動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀所產(chǎn)生的溫度漂移是不容忽視的,所以必須采取措施減小溫度變化對陀螺儀性能的影響.補(bǔ)償技術(shù)：

慣性器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)補(bǔ)償法是一種減少溫度影響的方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)補(bǔ)償方法有力矩器熱敏磁分路補(bǔ)償法和電路補(bǔ)償法等。三、動(dòng)調(diào)陀螺儀應(yīng)用誤差分析與補(bǔ)償動(dòng)力調(diào)諧陀螺溫度變化引起的誤差補(bǔ)償技術(shù)：溫度補(bǔ)償?shù)脑砜驁D四、總結(jié)根據(jù)陀螺儀與載體加速度之間的關(guān)系，可把陀螺儀有規(guī)律的、系統(tǒng)性的漂移分為3種：

1.與加速度無關(guān)的漂移。一般由彈性力矩、

電磁或靜電干擾力矩等產(chǎn)生。

2.與加速度成比例的漂移。一般由于陀螺儀

質(zhì)心偏離支承中心形成軸向或徑向質(zhì)量不

平衡所引起。

3.與加速度平方成比例的漂移。一般由陀螺

儀結(jié)構(gòu)中非等彈性形變所引起。四、總結(jié)

動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀慣導(dǎo)系統(tǒng)中，因載體而產(chǎn)生的幾種誤差對導(dǎo)航性能具有很大的影響，如圓錐誤差、撓性陀螺刻度因數(shù)非線性、姿態(tài)角速率引起的加