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《哈尔滨工业大学》 2008年
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半球谐振陀螺误差分析与测试方法设计

冯士伟  
【摘要】:半球谐振陀螺(Hemispherical Resonator Gyro),是一种极具发展前景的新型高精度陀螺,是航空和航天飞行器捷联惯导系统中最有前景的敏感器件,是未来高精度、长寿命陀螺的发展方向。其结构特点和较高的技术指标决定了其可在兵器、航空、航天等多种领域得到广泛应用,特别是在环境卫星、通信卫星、空间站、月球探测、太空天文望远镜和深空探测等空间应用中,它无疑是最佳的选择,具有广阔的应用前景。 首先,本文分析了半球谐振陀螺的结构与优势,介绍了其在空间任务中的应用实例,总结了国内外的研究现状和不足,确立了本文的研究方向。然后讨论了半球谐振陀螺仪的基本理论,在基希霍夫-李雅夫假设下利用布勃诺夫-加廖尔金法推导了半球谐振子的环形模型运动方程,介绍了谐振子品质因数的概念,推导了谐振子环形模型位置激励和信息采集系统工作原理,分析了半球谐振陀螺的误差源,为进一步的工作打下基础。 其次,本文介绍了半导体器件的噪声源特性和Allan方差概念,在此基础上针对半球谐振陀螺仪的随机噪声特性分别设计了不同陀螺同频率采样、同一陀螺变频率采样和24位置拟合等实验,根据Allan方差和数字信号处理的相关理论识,分析了国产半球谐振陀螺的各项指标与性能,总结了其存在的不足,并利用Allan方差法将国产新老型号半球谐振陀螺进行了对比,得出了国产半球谐振陀螺精度虽有较大提高但爆裂噪声仍不可忽视的结论。然后,结合谐振子二阶振型推导了半球谐振陀螺的激励与信号检测系统工作原理和谐振子质量不平衡对振动的敏感性,通过MATLAB仿真分析了激励电极和拾振电极环向分布角位置误差、拾振电极和激励电极角位置对准误差、组合检测角位置误差和谐振子质量不平衡对振动的敏感性等因素对陀螺的输出产生的影响。 最后,本文研究了半球谐振陀螺误差辨识的测试方法与手段,从理论上推导了激励与信号检测系统角位置误差、谐振子质量前三次谐波偏差和重力相关性漂移的测定原理。根据实验室现有的条件,重点进行了比力相关性漂移的测定实验,实验结果表明目前国产半球谐振陀螺受比力的影响仍然不可忽视。同时,对在极轴翻滚实验中发现的陀螺输出受绕谐振子径向角速度影响的现象进行了标定实验,得出了国产半球谐振陀螺的质量平衡工艺和谐振子焊接工艺还有待提高的结论。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:V241.5

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 沈博昌;基于半球谐振陀螺仪与星敏感器的卫星姿态确定[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李广胜;半球谐振陀螺温度漂移分析与模型研究[D];国防科学技术大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢端;赵健;王党会;郭秀梅;;基于噪声奇异性的光耦器件爆裂噪声检测新法[J];半导体技术;2008年05期
2 樊尚春,王振均,刘广玉;谐振陀螺及半球壳谐振子陀螺仪[J];北京航空航天大学学报;1989年04期
3 高胜利;吴简彤;;全角模式半球谐振陀螺的信号检测法研究[J];传感技术学报;2006年01期
4 吕妍红;环形激光陀螺随机误差分析[J];传感器技术;2004年02期
5 张三同,崔燕,陈峰浴;半球谐振陀螺一种测角速率的方法[J];测试技术学报;1996年03期
6 丛玉良,王树勋,赵继印,戴逸松;晶体管爆裂噪声的积分双谱检测方法研究[J];电子学报;1999年05期
7 李颖;陈兴林;宋申民;;光纤陀螺漂移误差动态Allan方差分析[J];光电子.激光;2008年02期
8 杨亭鹏,高亚楠,陈家斌;光纤陀螺仪零漂信号的Allan方差分析[J];光学技术;2005年01期
9 刘巧光,许辅义,滕云鹤,章燕申;环形激光陀螺仪随机误差模型的研究[J];清华大学学报(自然科学版);1999年02期
10 李晓莹;胡敏;张鹏;常洪龙;;交叠式Allan方差在微机械陀螺随机误差辨识中的应用[J];西北工业大学学报;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李先梅;蒋春桥;余波;张挺;彭慧;雷霆;方针;;半球谐振陀螺Q值测试技术研究[A];中国惯性技术学会第五届学术年会论文集[C];2003年
【共引文献】
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1 孟春玲;张力;田正兵;叶都长;;汽车复合材料制动缸的模态分析[J];工程塑料应用;2007年10期
2 郑宇;王月明;吴芳;毛杰;;底部框架—抗震墙结构在平稳随机干扰下的响应[J];四川建筑科学研究;2008年01期
3 王赞芝;胡如成;张鹏;吴辉琴;邓宇;叶雁冰;黄世斌;陈劲飙;;多跨连续梁弯曲自由振动的波动解法[J];四川建筑科学研究;2010年02期
4 陶传迁;于琳琳;徐学燕;李治国;;基于Stodola法和Gauss-Jordan法计算结构自振特性的研究[J];四川建筑科学研究;2011年01期
5 崔博文,陈剑,陈心昭,任章;复参数最小二乘估计方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
6 鲁照权;俞宗嘉;胡金东;胡焱东;;广义最小二乘限定记忆参数辨识方法与仿真研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年06期
7 曾喜娟;庄其仁;;光纤光栅传感器锁定放大电路的设计[J];鞍山师范学院学报;2010年06期
8 程志强,崔玉芳;模型结构辨识的一种新方法[J];安阳师范学院学报;2001年02期
9 秦金旗;王曙光;;非比例阻尼系统自由振动的一种近似求解方法[J];安阳工学院学报;2006年06期
10 王登伟;吕英华;张博;刘兵;;基于光纤无线电的优化自适应波束形成算法[J];半导体光电;2007年05期
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1 温纪云;申苗;唐驾时;;某型航空发动机双转子系统的动力学响应[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 谢永;蔡国平;刘松;;基于输入和输出数据的柔性板的时域空间建模与主动控制研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
3 张凯;刘占芳;;离心场中悬臂梁的动频和椭圆运动性质[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
4 郭树起;杨绍普;;非均质变截面杆的自由振动[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
5 李翔晟;;基于系统辨识液压变量泵的效率模型研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
6 张恩佳;周佳亮;;流固耦合技术在水轮机蝶阀活门动态特性分析中的应用[A];抽水蓄能电站工程建设文集2011[C];2011年
7 李会军;王启刚;季刚;马增良;;一种基于M序列的噪声模型辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 张红良;吴文启;胡小平;;一种新的里程计刻度因子在线辨识算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 侯志祥;;基于混合遗传算法的连续系统参数辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 陈慧波;丁锋;;基于输出快采样数据的确定性系统最小二乘盲辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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1 苏成志;瞄准具传光能力评价及测试方法的研究[D];长春理工大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘志平;无陀螺捷联惯导系统若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 陈世同;高精度光纤陀螺建模及信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 赵猛;大屏幕多人沉浸式立体显示系统[D];大连海事大学;2010年
10 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
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1 周磊;振动筛分机械的动态特性分析与结构优化设计研究[D];河南理工大学;2010年
2 彭学文;双层钢管瞬变电磁检测技术研究[D];南昌航空大学;2010年
3 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年
4 徐国栋;智能压力变送器的研究[D];山东科技大学;2010年
5 丁雷;白鼠脑电信号远控采集处理系统的设计与研究[D];山东科技大学;2010年
6 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
7 钮庆良;时间分辨光谱技术在免疫分析中的应用[D];长春理工大学;2010年
8 葛松林;基于CAN总线的纺织小张力智能传感器的研究[D];浙江理工大学;2010年
9 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
10 李保强;基于模糊PID的叶腊石烤箱温度控制系统研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 王新龙;马闪;;光纤陀螺温度与标度因数非线性建模与补偿[J];北京航空航天大学学报;2009年01期
2 樊尚春,刘广玉;半球谐振陀螺振子耦合振动的近似解析分析[J];北京航空航天大学学报;1997年06期
3 高胜利;吴简彤;张福勇;;力平衡半球谐振陀螺的信号检测[J];船舶工程;2006年02期
4 高胜利;吴简彤;;全角模式半球谐振陀螺的信号检测法研究[J];传感技术学报;2006年01期
5 嵇海平;吴洪涛;倪受东;朱剑英;;微型半球谐振陀螺仪谐振体振动特性研究[J];传感器与微系统;2006年03期
6 嵇海平;吴洪涛;倪受东;;微型半球陀螺非轴对称结构的电刚度补偿方法研究[J];传感器与微系统;2006年09期
7 倪受东;吴洪涛;嵇海平;朱剑英;;微型半球陀螺仪的误差源研究[J];传感器与微系统;2007年01期
8 张三同,崔燕,陈峰浴;半球谐振陀螺一种测角速率的方法[J];测试技术学报;1996年03期
9 高胜利;吴简彤;张福勇;;半球谐振陀螺的振幅控制及误差分析[J];测试技术学报;2006年04期
10 赖小明;刘洁瑜;;半球谐振陀螺平台系统稳定回路设计[J];弹箭与制导学报;2007年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 嵇海平;面向汽车安全的微型半球振动陀螺关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
2 易康;半球谐振陀螺误差分析和滤波方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 雷霆;半球谐振陀螺控制技术研究[D];重庆大学;2006年
【二级引证文献】
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1 谢阳光;基于半球谐振陀螺仪的姿态测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
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1 李云;半球谐振陀螺力再平衡数字控制技术[D];国防科学技术大学;2011年
【二级参考文献】
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1 傅建国,王孝通,李博,金良安,马野;MEMS陀螺随机误差模型研究[J];传感器技术;2005年03期
2 徐建生,戴逸松;测量噪声功率谱作为筛选光电耦合器件的方法研究(Ⅱ)[J];光电子·激光;1999年03期
3 杨亭鹏,高亚楠,陈家斌;光纤陀螺仪零漂信号的Allan方差分析[J];光学技术;2005年01期
4 樊尚春,刘广玉,王振均;半球谐振陀螺的理论与实验研究[J];测控技术;1994年01期
5 曹坤勇,于盛林,李光;基于正交小波变换合成拟1/f过程[J];吉林大学学报(工学版);2003年02期
6 肖明耀;有限频域噪声引起的Allan方差修正[J];计量学报;1986年04期
7 何朕;王毅;周文雅;周长浩;;控制系统中随机信号的仿真与分析[J];系统仿真学报;2006年07期
8 吕志清;半球谐振陀螺在宇宙飞船上的应用[J];压电与声光;1999年05期
9 朱家友;李华容;卜继军;彭志高;;加速度计八位置标定测试系统的开发[J];压电与声光;2007年02期
10 乔永辉;刘雨;苏宝库;曾鸣;;陀螺加速度计误差模型系数离心机测试方法研究[J];宇航学报;2007年04期
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1 彭商贤;仿人机械手的位移及位移误差分析[J];天津大学学报;1984年S1期
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4 任明章;唐撷茹;顾崇衔;;近场声强测量的误差分析[J];强度与环境;1988年05期
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6 廖树芳;;数控加工叶片压型模三元曲面时的刀具选择及误差分析[J];工具技术;1990年08期
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9 张纪元,沈守范;机构误差分析中的区间分析法[J];南京理工大学学报(自然科学版);1992年02期
10 左文义;车架铆装线系统误差极限的确定方法[J];汽车技术;1992年01期
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1 邵建新;江苏华;;电脑配料秤误差分析及控制[A];第二届全国称重技术研讨会论文集[C];2000年
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3 朱德良;杨栋;;混凝土搅拌楼配料系统检测方法与误差分析[A];江苏省计量测试学会2006年论文集[C];2006年
4 谈格;;流量积算仪参数设置常见错误及其误差分析[A];江苏省计量测试学会2006年论文集[C];2006年
5 刘朝山;肖松;马涛;刘光斌;;基于双视场弹载星敏感器的姿态测量及误差分析[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
6 李昶;赵志根;熊华庚;;EXCEL在计算煤层气资源量中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2007年学术论坛专辑[C];2007年
7 朱林;;冷库用冷风机试验装置的研制及冷风机制冷量试验误差分析[A];全国暖通空调制冷1994年学术年会资料集[C];1994年
8 王金敏;韩永辉;周永旭;李乃华;;双螺杆泵试验系统管路设计及数据采集误差分析[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
9 魏可惠;于勇;;惯性仪表测速定位误差分析[A];中国惯性技术学会光电技术专业委员会第五次学术交流会暨重庆惯性技术学会第九次学术交流会论文集[C];2002年
10 王志;谢华锟;王贵成;;锥齿轮测量新方法的误差分析[A];江苏省机械工程学会第六次会员代表大会论文集[C];2002年
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1 记者 郑千里;我国率先开展遥感误差分析[N];科技日报;2001年
2 张树民;中和滴定与误差分析[N];山西科技报;2003年
3 山西杏花村汾酒集团有限责任公司王凤仙 刘小宇 韩红 武艳荣 雷艳兰 武爱萍 于小莲;白酒中总酯测定的误差分析[N];华夏酒报;2009年
4 沃都;让“死数据”变成“活信息”[N];中国石油报;2003年
5 三门峡水文水资源局总工程师 屠新武 彭世想 赵双权;对黄河潼关至三门峡河段水量不平衡的几点认识[N];黄河报;2007年
6 全超庄学召;电压互感器二次回路压降误差分析及改进措施[N];国家电网报;2008年
7 潞安矿业(集团)公司五阳热电厂 张俊锋 张路明;小电流接地系统接地在检测工程应用分析[N];山西科技报;2006年
8 罗孝玲吴桥林;沪深300期现套利现货头寸模拟构建新思路[N];期货日报;2008年
9 沃都;潜油泵在加油站自动化系统中的应用[N];中国石油报;2003年
10 来洁杜吟;山东青岛开发区质监局 对食品企业化验员分批培训[N];中国质量报;2007年
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1 沈博昌;基于半球谐振陀螺仪与星敏感器的卫星姿态确定[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 谢阳光;基于半球谐振陀螺仪的姿态测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 祁家毅;半球谐振陀螺仪误差分析与测试技术[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 陶忠祥;位置敏感探测器在头位跟踪中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
5 阎敬业;星载三维成像雷达高度计系统设计与误差分析[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2005年
6 高胜利;半球谐振陀螺的分析与研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
7 李晓平;WDM薄膜滤光片和分束器的设计与制造研究[D];华中科技大学;2005年
8 夏豪杰;高精度二维平面光栅测量系统及关键技术研究[D];合肥工业大学;2006年
9 陈炜卿;定向井轨迹误差分析及三维可视化描述研究[D];中国石油大学;2007年
10 王学影;关节臂式坐标测量机系统研究[D];天津大学;2008年
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1 冯士伟;半球谐振陀螺误差分析与测试方法设计[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 焦胜利;射影重建的误差分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
3 王征;电视收视率调查质量控制研究[D];对外经济贸易大学;2007年
4 王会;平面连杆机构的计算机辅助设计系统研究与实现[D];天津工业大学;2004年
5 李伟;基于模糊控制的气体流速控制仪设计[D];吉林大学;2005年
6 陈振;空间光通信中的ATP系统分析与研究[D];南京理工大学;2005年
7 胡霞珍;用于万能工具显微镜的图像处理技术研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
8 毕业;导弹半实物仿真系统误差分析[D];西北工业大学;2006年
9 李德维;非接触式轮对几何参数测量精度研究[D];西南交通大学;2006年
10 徐观;汽车四轮定位仪检定方法与装置的研究[D];吉林大学;2006年
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