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6.3.2 陀螺稳定平台性能分析在线视频

下一节:6.4 知识导授

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6.3.2 陀螺稳定平台性能分析课程教案、知识点、字幕

大家好

通过前面的学习

我们知道

陀螺稳定平台系统通过稳定回路工作

建立导航测量基准

既为基准

那么其误差

将会直接影响载体的导航精度

这一讲

我们通过分析平台的静态稳定特性

寻找影响平台稳定精度的主要因素

我们采用自动控制原理的分析方法

即基于系统传递函数分析其性能

所以首先建立陀螺稳定平台

稳定回路的传递函数

上一讲

我们已经给出了平台

稳定回路工作原理示意图

可以看出

只要得到图中各个环节的传递函数

就能求得整个回路的传递函数

平台台体可以看成普通刚体

受外力矩作用会产生转动

因此其传递函数

可直接写成一个二阶积分环节

其中J为绕平台轴的转动惯量

陀螺仪在稳定回路中

起到敏感平台台体转动角速度的作用

以常用的液浮积分陀螺仪为例

其传递函数可写成一个振荡环节

其中Ix为陀螺仪绕自转轴的转动惯量

C为阻尼系数

原理图中的陀螺效应

就是典型的微分环节

其中H为陀螺仪的角动量

陀螺传感器把陀螺仪转角信号

转换为电压信号

因此其传递函数即为其比例系数Kt

平台回路放大器一般包括

前置放大器交流放大器相敏解调器

滤波器校正网络直流放大器

和功率放大器等几部分

如果只分析回路的静态特性

可将回路放大器的传递函数

简化为一个放大系数K0

平台力矩电机

目前多用直流力矩电机

忽略电机内部干扰

直流力矩电机的传递函数

也可用电机的力矩系数Km表示

这样我们就得到了

平台稳定回路的方块图

绕平台台体转动的角度αY

表示基准偏差

理想期望应该为零

引起αY变化的

主要有两个干扰输入

一个是沿平台轴作用的

干扰力矩Md

一个是沿陀螺输出轴作用的

干扰力矩MT

因此应分别研究

它们对平台轴转角αY的影响

现在我们看到的

就是一个二输入系统方块图

分别以Md MT为输入

就能很容易的推出以αY

为输出的两个系统传递函数

下面分析干扰力矩

对平台稳定性能的影响

先看平台轴上

干扰力矩Md的影响

因为阶跃干扰

通常反映了较苛刻的工作条件

同时也容易产生

所以假设输入干扰力矩Md

为阶跃干扰大小为Md0

利用终值定理可推得

系统稳态值为HK分之C乘以Md0

这里的K

是三个常系数Kt K0 Km的乘积

也为一个常数

称为平台稳定回路的静态增益

可以得出结论

沿平台轴上的常值干扰力矩

将导致平台台体

绕轴出现常值偏角

该偏角即为平台的稳态误差角

与回路的增益K成反比

这个误差不会随时间变化

可以通过调整K值来减小

但要注意的是

增益K太大容易引起系统不稳定

具体的值需要在二者之间均衡考虑

再来分析陀螺仪输出轴上的

干扰力矩MT

对平台系统静态性能的影响

同样假设MT为阶跃干扰

大小为MT0

基于传递函数

利用终值定理

可推得系统稳态误差为

负的H分之MT乘以时间t

这表明

误差角随着时间的增长

而趋于无穷大

也就是说

平台绕着稳定轴

以恒定角速度在转动

从转动角速度的公式可看出

它和陀螺仪的漂移公式是一致的

因此可以认为

积分陀螺仪输出轴上的干扰力矩

将引起平台台体稳定轴产生漂移误差

通过上面的学习

我们可以得出结论

一平台轴上的干扰力矩

造成的平台基准误差

可以通过调整设计回路的参数

将其减小趋于零

因此可忽略不计

二平台的漂移误差

实质是由陀螺仪的漂移造成的

是影响平台基准精度的主要因素

那么如何克服呢

提高陀螺仪的精度是一条有效途径

因此

高精度陀螺仪的研制

一直是惯性导航的关键技术之一

另外

误差建模补偿技术

也是目前常用的提高陀螺稳定平台

使用精度的有效技术手段

这一讲的内容就到这里

谢谢大家

惯性导航原理课程列表：

第一章概述

-1.1惯性导航基本概念

--1.1.1 知识导授

--1.1.2 惯性导航基本概念

--1.1.3 小节测试

-1.2惯性导航技术发展史

--1.2 知识导授

--1.2.1 惯性导航技术发展史（一）

--1.2.2 惯性导航技术发展史（二）

--1.2.3 小节测试

-1.3惯性导航常用坐标系

--1.3 知识导授

--1.3.1 惯性坐标系与地球坐标系

--1.3.1 小节测试

--1.3.2 地理坐标系

--1.3.2 小节测试

--1.3.3 弹体坐标系与发射坐标系

--1.3.3 小节测试

-第一章讨论

第二章陀螺仪基本理论

-2.1陀螺仪的定义及分类

--2.1.1 知识导授

--2.1.2 陀螺仪定义及分类

--2.1.3 小节测试

-2.2刚体转子陀螺仪的基本特性

--2.2 知识导授

--2.2.1 二自由度陀螺仪基本特性

--2.2.2 单自由度陀螺仪基本特性

--2.2.3 小节测试

-2.3陀螺仪运动方程的建立

--2.3 知识导授

--2.3.1 动静法

--2.3.1 小节测试

--2.3.2 二自由度陀螺仪运动方程

--2.3.2 小节测试

--2.3.3 单自由度陀螺仪运动方程

--2.3.3 小节测试

-2.4陀螺仪运动特性分析

--2.4 知识导授

--2.4.1 二自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.1 小节测试

--2.4.2 单自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.2 小节测试

-第二章主观题

-第二章讨论

第三章惯性仪表陀螺仪

-3.1三浮陀螺仪

--3.1.1 知识导授

--3.1.2 三浮陀螺仪

--3.1.3 小节测试

-3.2静电陀螺仪

--3.2.1 知识导授

--3.2.2 静电陀螺仪

--3.2.3 小节测试

-3.3动力调谐陀螺仪

--3.3.1 知识导授

--3.3.2 动力调谐陀螺仪

--3.3.3 小节测试

-3.4光学陀螺仪

--3.4 知识导授

--3.4.1 sagnace效应

--3.4.1 小节测试

--3.4.2 光纤陀螺仪

--3.4.2 小节测试

--3.4.3 激光陀螺仪

--3.4.3 小节测试

-3.5振动陀螺仪

--3.5.1 知识导授

--3.5.2 振动陀螺仪

--3.5.3 小节测试

-3.6 原子陀螺仪

--3.6.1 知识导授

--3.6.2 原子陀螺仪

--3.6.3 小节测试

-第三章主观题

-第三章讨论

第四章惯性仪表加速度计

-4.1加速度计的测量原理

--4.1.1 知识导授

--4.1.2 加速度计的基本原理

--4.1.3 小节测试

--4.1.4 比力方程

--4.1.5 小节测试

-4.2石英挠性摆式加速度计

--4.2.1 知识导授

--4.2.2 石英挠性摆式加速度计

--4.2.3 小节测试

-4.3陀螺积分加速度计

--4.3.1 知识导授

--4.3.2 陀螺积分加速度计

--4.3.3 小节测试

-第四章主观题

-第四章讨论

思政讨论

-思政讨论题

第五章惯性仪表误差模型及标定

-5.1基本概念

--5.1.1 知识导授

--5.1.2 基本概念

--5.1.3 小节测试

-5.2陀螺仪静态误差模型

--5.2.1 知识导授

--5.2.2 陀螺仪静态误差模型

--5.2.3 小节测试

-5.3加速度计静态误差模型

--5.3.1 知识导授

--5.3.2 加速度计静态误差模型

--5.3.3 小节测试

-5.4惯性仪表误差标定测试

--5.4.1 知识导授

--5.4.2 惯性仪表误差标定测试

--5.4.3 小节测试

-第五章主观题

第六章平台式惯导系统

-6.1陀螺稳定平台功能、组成

--6.1.1 知识导授

--6.1.2 陀螺稳定平台功能组成

--6.1.3 小节测试

-6.2陀螺稳定平台工作原理

--6.2.1知识导授

--6.2.2 陀螺稳定平台工作原理

--6.2.3 小节测试

-6.3陀螺稳定平台性能分析

--6.3.1 知识导授

--6.3.2 陀螺稳定平台性能分析

--6.3.3 小节测试

-6.4平台式惯导系统导航原理

--6.4 知识导授

--6.4.1 解析式平台系统

--6.4.1 小节测试

--6.4.2半解析式平台系统

--6.4.2小节测试

-第六章主观题

第七章捷联式惯导系统

-7.1捷联式惯导系统工作原理

--7.1.1 知识导授

--7.1.2 捷联式惯导系统工作原理

--7.1.3 小节测试

-7.2 四元数及坐标转换

--7.2.1 知识导授

--7.2.2 四元数及坐标转换

--7.2.3 小节测试

-7.3捷联式惯导系统导航参数解算

--7.3.1 知识导授

--7.3.2 捷联惯导系统导航参数解算

--7.3.3 小节测试

-第七章主观题

-第七章讨论

6.3.2 陀螺稳定平台性能分析笔记与讨论

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