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静电陀螺仪(ESG)是目前所有陀螺仪中精度最高的一种。其漂移误差模型的辨识与补偿,是提高ESG实际使用精度的主要途径。用于常规陀螺仪测试的伺服转台,不完全适合实际系统中ESG漂移误差模型的辩识。本文研究的ESG测试平台,是国内首次专门用于ESG误差模型辨识实验研究的设备。
本文总结了作者参加并负责完成的研究工作:
(1)设计了用于ESG漂移自动测试的测角接口和测试软件,研究了测角系统的静态和动态性能,提出了从硬件和软件提高测角系统精度的具体方法;
(2)研制设计了用于平台上ESG的加转及恒速系统和力矩再平衡系统,提高了顶端信号器的角度分辨率,研制了赤道信号自动识别装置,从而提高了ESG恒速及锁定精度;
(3)对影响平台跟踪精度的误差因素进行了详细分析,提出了减小误差的可行办法,设计了具有变结构功能的平台稳定系统,并对平台稳定系统进行了实验研究。
实验结果表明,测试平台精度达到了设计要求,系统长时间工作可靠。
作者详细地研究了伺服法测试中获得准确的漂移速度的实验及计算方法。推导出了平台的基本运动方程,研究了平台方位误差、平台轴不正交度等误差因素对测试精度的影响。提出了保证ESG测试精度的实验设计。在ESG测试平台基础上开展了ESG漂移伺服测试实验研究,进行了多次ESG极轴实验和赤道实验,最长测试时间达52小时,为国内ESG伺服法实验时间最长的。
作者从工程应用的观点出发,对ESG漂移误差模型进行了研究。全面地分析了ESG漂移误差产生的物理机理,根据工程应用要求精度和ESG误差特点,首次提出以残差最小为原则确定漂移误差模型的结构。根据ESG在测试平台上长时间伺服法测试的数据,按工程应用的要求辨识了ESG漂移误差模型。
ESG测试平台的研制,极轴和赤道位置的ESG长时间漂移测试实验以及工程误差模型的辨识研究,对今后我国ESG技术的应用具有重大价值。