一、挠性陀螺模型Ⅱ的性能标准（论文文献综述）
边志强,张健,牛升达[1]（2021）在《惯性技术在航天器中的应用及展望》文中研究表明航天器是在地球大气层以外运动的飞行器,也包括部分从宇宙空间返回地球的飞行器。在航天器的飞行过程中,惯性敏感器是实现航天器姿态确定、速度变化测量的关键敏感器之一。随着航天器任务的不断扩展,航天器对惯性器件的使用日趋复杂,高精度定姿、振动测量、状态监测等技术在应用深度和广度上不断发展。以此为背景,对航天器惯性技术的发展现状进行了总结,重点分析了惯性技术在航天器新的应用场景,提出了惯性技术在发展过程中需要关注并解决的问题。
王国刚[2]（2021）在《遥感卫星自主轨道机动与姿轨耦合系统控制研究》文中研究说明随着商业遥感卫星的快速发展,卫星已从早期的单星技术验证发展为多星协作应用,来完成单一卫星不能实现的应用需求,例如快速观测和侦察、快速覆盖等任务。面向数量庞大的卫星星座的空间任务,这不仅增加了轨道控制的频次,造成了地面测控站的压力,而且大大地提高了卫星间的碰撞风险,因此自主轨道机动和姿轨耦合控制技术是遥感卫星平台在轨飞行作业的关键,也是目前遥感卫星的研究重点。本文针对遥感卫星的自主轨道机动与姿轨耦合控制问题,进行全面、系统地讨论和研究,并面向卫星间碰撞规避、星间绕飞、星座构型保持和轨道转移等典型遥感卫星轨道控制任务,建立遥感卫星完整的轨道控制算法和控制方案,全文的创新研究工作如下:针对多约束下的星座卫星碰撞问题,采用数学表征法建立测控资源、有效载荷和星座构型等约束模型,通过数值分析法和霍曼（Hohmann）变轨理论进行碰撞规避控制设计,采用数值分析法给出轨道系下的控制方向和控制时刻,利用坐标系变换获得惯性系下的控制方向,依据Hohmann理论给出合理的速度增量;为了减少碰撞规避过程中的燃料消耗,设计一种多约束下的能量最优碰撞规避控制方法,基于C-W方程建立质心坐标系下的卫星相对运动模型,通过坐标变换将该模型映射到惯性坐标系下,再结合约束模型来制定碰撞规避策略,选取卫星能量最优化指标、哈密顿函数和协态方程,给出最优条件下的速度增量和方向,实现燃料最优碰撞规避控制,通过数值仿真证明其有效性。针对高精度的轨道机动控制问题,分别对相位控制和编队飞行控制进行设计。采用小推力推进系统来进行相位控制设计,由于推进系统的推力小,控制周期较长,因此将相位控制过程分为三个阶段:相位调整、相位稳定漂移和相位刹车。由于推进系统存在安装偏差,会产生姿态干扰力矩,通过干扰力矩分析给出相位调整和刹车时的最大控制时长,设置好相位控制完成天数,采用开普勒定律计算轨道控制量,并通过反作用飞轮进行姿态控制。针对高精度编队控制问题,设计一种自适应滑模控制算法,考虑非圆轨道和其他引力扰动影响,建立相对运动模型,通过模型变换技术将该模型进行线性化,在该模型基础上,设计一种自适应滑模控制器,并利用神经网络来逼近线性化误差和重力扰动项,通过李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性定理给出自适应更新律,结合正定矩阵判断定理,可以保证闭环跟踪系统渐近稳定,将数值仿真结果与传统滑模控制进行对比分析,验证所提出的算法有效性。轨道控制完全依赖于地面测控站,当卫星数量逐渐增多时,会增加日常地面操作的负担和测控站的压力,针对该问题,设计一种自主轨道控制策略。首先,设计一种平衡力臂优化法来给出小卫星推进系统的最优化结构设计,并且分析推进系统对卫星姿态产生的藕合力矩;其次,设计一种扩展卡尔曼滤波算法（EKF）来确定卫星精确的轨道,并通过星上的全球定位系统（GPS）接收机观测数据进行EKF模型参数优化设计;最后,基于滤波后的轨道进行自主相位控制策略设计,当超出设定阈值时,自动进行轨道控制,以姿控推力器的结构布局为基础,设计一种多脉冲的喷气调姿控制方法来解决姿态扰动问题,采用径向基函数（RBF）神经网络来逼近轨道控制过程中的耦合力矩和干扰力矩,并通过Lyapunov稳定理论证明控制系统的稳定性,通过数值仿真验证其有效性和可行性。针对姿轨耦合系统控制问题,进行卫星姿轨耦合仿真系统设计与控制算法研究。该仿真系统包括仿真计算机、星载计算机、交联环境仿真模拟机、飞轮以及卫星动力学模型。采用仿真软件对主要部件如星敏感器、光纤陀螺、推进系统和GPS接收机进行数学建模,通过交联环境仿真模拟机与星载计算机连接,建立半物理姿轨耦合仿真系统。由于卫星推进系统存在安装偏差和推力矢量偏差,会导致轨道控制过程中的姿态不稳定,本文提出一种反作用飞轮与推进系统协同工作的轨道控制方法,以上述的半物理仿真系统为基础,在姿态偏差角较小时,反作用飞轮进行姿态调整;在姿态偏差角较大时,推进系统进行姿态调整,通过在轨实验证明了其有效性。由于推进剂的消耗,会导致质心和转动惯量的变化,影响姿态控制精度,并且在复杂的空间环境中还会受到各种摄动力的影响,为了实现轨道与姿态能够同时以较高控制精度达到期望的状态,设计一种控制力和力矩有限的自适应RBF神经网络滑模控制方法,通过试验测量给出燃料的消耗速率和转动惯量的变化规律,然后建立时变的6自由度动力学模型,通过RBF神经网络补偿耦合干扰力矩和空间环境扰动,并通过Lyapunov理论证明其稳定性,通过数值仿真证明所设计的算法有效性。
骆金辉[3]（2020）在《光纤陀螺定向系统研究》文中进行了进一步梳理定向技术在各领域有着广泛的应用,而光纤陀螺以其具有的优势在定向系统中得到了广泛的应用。本文以光纤陀螺定向系统的姿态保持功能扩展需求为背景,在不改变原有定向系统其他硬件的基础上,以低精度三轴一体光纤陀螺原位替换高精度光纤陀螺作为惯性测量器件,对低精度三轴一体光纤陀螺的定向误差抑制方法进行了深入研究,通过温度补偿的方式解决了启动误差问题,通过粗定向+特定方位精定向的定向方案改进提升了定向精度,使得定向和保持精度均达到了预期精度,主要内容如下:第一,对光纤陀螺定向系统的原理进行了阐述,讨论了光纤陀螺寻北的基本原理与各种寻北方案的优劣之处。提出了本文使用的光纤陀螺定向系统的系统构成及扩展姿态保持功能的定向系统功能扩展方案。第二,针对光纤陀螺启动过程中存在的误差问题进行了研究,提出了结合温度的建模滤波补偿算法,利用温度数据通过经验模态分解、ARMA建模以及Kalman滤波的方式,对光纤陀螺的启动误差进行建模补偿,有效抑制光纤陀螺启动定向误差,显着提高启动阶段的定向精度,达到与稳定状态下定向精度相当的程度,提高了定向系统的快速性。第三,对使用低精度三轴一体光纤陀螺的定向系统进行了研究,对光纤陀螺定向方案进行了改进,在定向时间不变的情况下,加入了精定向流程以提高定向精度,加入了测漂过程对模型参数误差进行修正,采用特定位置的精对准实现精度的进一步提升。经过实验证明,这种定向方案能够有效提升光纤陀螺定向系统的定向精度。此外,还实现了姿态保持的功能。
郭维诚[4]（2020）在《影响表面质量的磨削特征辨识、工艺优化与监控方法研究》文中指出航空航天高端装备的快速发展,对高性能零件的要求越来越高。磨削作为一种重要的精密和超精密加工方法,在零件制造中发挥着关键作用,其加工质量及稳定性决定着零件的服役性能与产品的可靠性。磨削加工是一个复杂动态和多变量耦合的过程,加工时会受磨削参数、砂轮特性、工件材料和工艺系统动态稳定性等多种因素影响,导致加工质量出现较大的不确定性。如何准确有效地实现磨削加工过程监控及其工艺参数优化一直是改善磨削质量和效率的重要问题。本课题以高性能惯性导航关键件-整体式双平衡环挠性接头（恒弹性合金钢3J33）的磨削加工过程质量监控及工艺优化为对象,开展了磨削监控基础理论、信号特征提取与辨识、多目标工艺优化、加工过程与表面质量监控等方面研究,主要工作及创新成果如下:（1）构建了基于信息物理系统及加工状态数据驱动（CPS-SDD）的磨削加工过程监控实验平台。根据磨削表面质量目标确定了评价指标与测试方法,掌握了磨削过程中力、温度、振动和声发射等物理信号产生机制,研究了适合磨削表面质量监控的机器学习方法,建立了磨削工艺信息—过程状态—加工质量的映射关系。（2）提出了基于磨削过程中物理信号与表面质量高关联度的磨削特征辨识方法（PSRSQ-FI）。采用小波包分解和集合经验模态分解方法对原始信号进行预处理,提取不同频带中的均值、标准差和峭度,以及基于功率谱密度估计的有效值、偏度和波峰因数等信号特征;根据不同磨削表面质量评价指标,确定时频特征与表面质量指标之间的关联性,将关联度高的特征作为磨削质量的表征。（3）揭示了磨削加工工艺参数和力热载荷对于磨削表面质量的影响规律。以表面粗糙度、表面残余应力和材料去除率为目标,以砂轮速度、工件速度和磨削深度等工艺参数为决策变量,基于非支配排序多目标遗传算法获得了磨削加工的优化工艺参数组合,在确保表面质量前提下,提高加工效率。为表面质量优化提供了新方法,同时奠定了智能化磨削监控的工艺基础。（4）提出了基于高关联度磨削特征融合的表面质量监控方法（HRFF-MSQ）。基于砂轮磨损、表面粗糙度、残余应力和磨削烧伤等监控目标,实现了质量监测的高关联度磨削特征融合,给出了对应的监测方法和控制决策;在CPS-SDD磨削加工过程监控平台支持下,实现高性能整体式双平衡环挠性接头加工的表面质量控制。以上研究成果已在整体式双平衡环挠性接头制造中得到实际应用,为完成国家重大科技工程、提高我国航空航天高端装备的国际竞争力发挥了重要作用。
高凯[5]（2019）在《(100)晶面嵌套环硅微机电陀螺结构设计与误差分析》文中认为嵌套环硅微机电陀螺具有机械灵敏度高、机械热噪声小,精度性能好等优点,是近年来最有发展潜力的高性能微陀螺研究方向。目前嵌套环硅微陀螺通常采用（111）晶面硅片制造,利用n=2的两个对称振动模态作为驱动和检测模态。但是以n=2模态为工作模态的嵌套环陀螺对加工时的晶向误差更敏感,为了避免由于该误差导致的陀螺频率裂解过大,所以该工作模态的嵌套环陀螺设计芯片尺寸为10mm*10mm,不适应进一步减小尺寸的设计要求。对此本文研究了一种采用（100）硅片制造,利用n=3的两个对称模态作为驱动和检测模态的嵌套环陀螺,除了改善上述晶向误差敏感问题,其使用的材料还具有面内面外解耦以及MOS工艺兼容性好等突出优势。主要研究内容包括以下方面:1、根据嵌套环陀螺结构特性以及工作原理,建立了嵌套环式硅微陀螺基础工作理论模型,为陀螺的结构优化设计提供参数指标。在此基础上分析了嵌套环硅微陀螺衬底材料及其工作模态的适应性,详细阐述了本文研制（100）晶面n=3模态嵌套环陀螺的原因。最后分析了作为分布质量的嵌套环陀螺在不同工作模态下的工作原理。2、对小型化设计的（100）晶面嵌套环陀螺基础结构进行设计,并提出采用质量块悬挂优化方案进行结构优化,最后设计了该陀螺的加工工艺。经过加工测试对比,优化后的质量块悬挂方案成功实现了陀螺品质因数有效提升。3、对加工后陀螺存在的加工误差进行了分析,提出了基于静电修调的刚度轴角度误差与电极角度误差辨识方案并进行了实验。4、研制了小型化（100）晶面嵌套环陀螺样机,并对其性能进行了测试。样机最终的零偏稳定性为4.16459°/h,标度因数非线性为23.2ppm,整体性能较优,验证了陀螺样机设计方向的正确性。
赵昱宇[6]（2019）在《陀螺飞轮系统姿态角速度测量实现的关键问题研究》文中研究指明陀螺飞轮是一种多功能集成的姿态控制执行与测量装置,它通过控制高速旋转的转子调速并沿两径向轴倾侧来进行三自由度动量交换,从而能够输出三轴姿态控制力矩;与此同时,通过测量的倾侧控制力矩和转子相关运动信息进行解算,能够获得两轴姿态测量功能。这一实现方式能够有效提高姿态控制系统的集成度和效率,具有轻质量、低功耗等优势,因而在微小航天器中具有广阔的应用前景。然而,目前陀螺飞轮仍处于实验室研究阶段,尽管它理论上具备姿态测量功能,但不同于传统机械陀螺仪,它需要根据航天器姿态控制需求长期运行于变倾侧、非调谐状态,这一变工况运行特性导致了其测量原理十分复杂。现有姿态解算方法在大倾侧工况下具有明显的近似误差,不准确的动力学参数、系统的机械误差等因素也严重影响了陀螺飞轮的测量精度,这是制约陀螺飞轮实际应用的重要难题。本文以基于陀螺飞轮的微小航天器姿态测量为研究背景,针对上述问题,从姿态解算方法改进、陀螺飞轮应用性测试等角度对其实现姿态测量和测量精度提升等关键问题进行深入研究,具体内容如下:在考虑壳体角运动的条件下,引入广义坐标并基于拉格朗日方法建立了陀螺飞轮系统的完整动力学模型,并结合SimMechanics机械仿真工具和试验样机对动力学模型进行了验证;在此基础上,给出了基于陀螺飞轮的姿态角速度测量原理,并对影响其测量精度的主要因素进行了分析,为后续的研究工作奠定了基础。针对现有解算方法在大倾侧工况下具有明显误差的问题,研究了适用于陀螺飞轮全工况的姿态角速度解算方法。为了避免传统方法中由线性化引入的近似误差,采用Jacobi-Anger恒等式建立了陀螺飞轮的低频动力学模型,以保留陀螺飞轮的非线性动力学特性,并通过对模型中各力矩项进行定量分析,实现了复杂力矩项的简化。通过曲线拟合实现了贝塞尔函数的实时计算,从而在此基础上提出了一种适用于陀螺飞轮全工况的非线性的角速度解算方法,该方法不但具有与传统方法一致的解算效率,能够实时解算姿态角速度,而且保证了陀螺飞轮在输出姿态控制力矩的同时具有良好的测量精度。针对不准确的动力学参数影响陀螺飞轮测量精度的问题,研究了其动力学参数的试验辨识方法。根据辨识目的,建立了参数辨识所需的数学模型,据此给出了相应的辨识策略,并对其中的病态问题进行了分析。依据病态性分析结果,设计了特殊工况试验,并提出了基于近似主成分变换的模型降维方法,从而获得了参数的先验约束信息;在此基础上,利用先验约束信息引导病态问题的求解,提出了参数的正则化解算方法,保证了陀螺飞轮参数辨识的准确性和可靠性。与参数设计值相比,试验辨识的参数值使得模型输出能够更好地吻合系统实测输出,为陀螺飞轮实现姿态角速度测量提供了准确可靠的动力学参数。针对陀螺飞轮漂移误差影响测量精度的问题,研究了漂移误差的地面标定补偿方法。通过对陀螺飞轮系统的误差机理进行分析,给出了陀螺飞轮的全误差模型,并基于显着性检验方法,对全误差模型的回归效果进行了检验,对各误差项进行了逐步回归筛选从而建立了能够准确描述陀螺飞轮误差特性的实用误差模型。在此基础上,根据D-最优设计准则和条件数最优准则,提出了一种基于多目标优化的多位置试验方案优化设计方法,优化试验方案具有试验效率高、标定精度高等优势,能够更有效地实现漂移误差补偿,从而提升陀螺飞轮的测量精度。最后,对陀螺飞轮样机的地面综合试验相关问题进行了研究。为了准确提取被噪声淹没的陀螺飞轮试验信号,在分析噪声特性的基础上,提出了一种融合去噪方法,保证了样机测试试验的顺利进行。利用陀螺飞轮样机和精密两轴转台搭建了地面试验平台,基于本文提出的地面标定方法和参数辨识方法对陀螺飞轮样机进行了应用性测试,在此基础上,基于本文提出的姿态解算方法,利用陀螺飞轮样机实现了转台姿态角速度的测量。
董春梅[7]（2019）在《基于误差分离与抑制技术的惯性仪表标定方法》文中进行了进一步梳理惯性仪表是惯性导航系统的核心元件,它的精度直接影响导航精度。利用改进结构设计和制造工艺的途径来提高惯性仪表的精度在实践中遇到了制造精度极限的限制。通过在惯导测试设备上进行测试,标定惯性仪表的误差模型,补偿惯性测试设备的误差,在提升惯性仪表标定精度的同时可降低标定成本,具有非常重要的工程应用价值。本文将围绕如何补偿和抑制测试设备误差、提高惯性仪表测试精度展开研究。一方面,深入分析测试设备所产生的误差源,阐述测试设备误差与惯性仪表输出误差的关系,建立相关的标定模型,将设备误差分离并自动补偿,降低设备误差对惯性仪表标定精度的影响;另一方面,从原理上研究抑制转台误差的惯性仪表标定方法,针对当前所存在的问题,提出相应的解决方案。本文从设备误差补偿和抑制两方面着手,研究惯性仪表的标定方法,提升惯性导航系统的测试精度。针对加速度计在分度头上进行1g重力场翻滚试验的标定方法展开研究,深入分析分度头角位置误差对加速度计标定精度的影响,将分度头的角位置误差作为变量引入到加速度计的标定模型中,基于分度头误差圆周封闭的特点,提出正交双加速度计的二序列组合法,该方法可将分度头角位置误差从加速度计的输出中分离并将其自动补偿,消除角位置误差对加速度计标定精度的影响。在加速度计进行1g重力场实测试验中,通过对人为设置分度头角位置误差进行反测,验证了该方法可有效地分离出分度头的角位置误差。另外,提出等间隔90°安装的四加速度计测试法,该方法具有提高加速度计标定精度和测试效率的优点。研究了IMU分立标定中抑制三轴转台误差的方法。根据转台的工作原理,建立转台的外、中、内环轴坐标系,分析了转台误差的传递机理。推导基于三轴转台的零位误差、各轴线间的垂直度误差、安装误差与IMU输出的解析式,建立包含转台误差与IMU误差参数的分立标定模型,该模型实现了转台误差与IMU误差参数的分离,达到抑制转台误差、提高IMU标定精度的目的。仿真和实验表明,所建立的标定模型,能够克服IMU标定过程对高精度转台的依赖,具有降低标定成本的优点,同时为利用低成本转台标定高精度惯性仪表提供了新思路。针对IMU模观测标定的误差抑制方法展开研究。利用加速度计输出的比力矢量模和陀螺仪输出的角速度矢量模作为观测量,通过IMU量测信息进行椭球拟合,将IMU误差参数的标定转化为非线性方程的求解问题,建立了比力、角速度矢量模与IMU误差参数之间的关系。为保证IMU误差参数标定结果的唯一性,将加速度计和陀螺仪的误差参数分别转换至各自参数坐标系下进行标定。利用建立的IMU框架坐标系作为中间桥梁,解决了模观测方法中标定参数坐标系不统一的问题。结合IMU模观测法的标定原理,利用准D最优准则设计了标定方案,仿真验证了该方法抑制转台误差的有效性。研究了IMU在卧式三轴转台上的系统级标定方法。基于捷联惯导的速度误差方程,推导了IMU误差参数与速度误差之间的关系式。分别设计卧式三轴转台外环轴整周360°转动和等间隔90°转动两种方案:前者具有将加速度计误差参数仅反应在观测量北向分量、陀螺仪误差参数仅反应在观测量东向分量的特点,可有效避免加速度计和陀螺仪标定精度的相互影响;后者解耦了IMU安装误差角的3组耦合关系,利用系统级标定模型成功辨识出标度因子、零偏、安装误差角等共21项误差参数,摆脱了原有的系统级标定方法仅能辨识标度因子、零偏,而安装误差角依赖于分立标定法的不足。仿真验证了所提方法的有效性,该方法可降低IMU标定对转台精度的依赖性,抑制转台误差的影响,提高IMU误差参数的标定精度。
陈殿中[8]（2019）在《磁力自平衡效应转子式微陀螺设计及检测方法研究》文中研究说明陀螺是一种用于角速度测量的惯性传感器。从运载体（如飞机、潜艇、导弹等）的惯性系统到消费电子（如游戏手柄、手机等）中的角速度测量模块都是以陀螺为核心元件。根据敏感机理,机械陀螺分为振动陀螺和转子式陀螺。微机电系统（Micro-electro-mechanical systems,MEMS）振动陀螺以价格低、体积小、能耗低等优点在精度要求不高的消费电子产品中得到大量应用。然而,MEMS振动陀螺中不可避免的驱动和感应方向的机械串扰限制陀螺性能的进一步提高,大部分MEMS振动陀螺的偏置稳定性远大于10°/h。基于进动效应的转子式陀螺主要包括大型液浮陀螺和MEMS悬浮陀螺（磁悬浮陀螺、静电悬浮陀螺）。从机理上讲,由于转子式陀螺转子的驱动转速一般较高,转子的转动惯量较大,其检测精度应该好于振动陀螺。大型液浮陀螺精度高但一般价格昂贵,应用于军事产品中的较多;MEMS悬浮陀螺由于存在悬浮结构,工艺复杂,不易于小型化,其应用没有得到普及。而且就MEMS悬浮陀螺的研究现状来看,悬浮结构的稳定性限制了陀螺精度的提高,并未有优于MEMS振动陀螺的偏置稳定性表现。为了解决传统MEMS悬浮转子式微陀螺悬浮稳定性差的问题,提高转子式微陀螺的精度,哈尔滨工业大学牵头承担了973计划“微纳惯性器件运动界面纳米效应基础问题研究”。在该计划的支持下,提出了一种有水膜轴承支撑的球碟形转子的转子式微陀螺（以下简称球碟转子式微陀螺）。在与MEMS陀螺相比增加体积（边长24 mm,厚度4.8 mm）的前提下,解决了传统转子式微陀螺转子悬浮稳定性差的问题。经实验测试及第三方（清华大学）认证,其偏置稳定性达到0.5°/h,精度在国内处于领先水平。该陀螺样机的研制是973计划的重要组成部分。设计了基于低阻尼水膜轴承的陀螺驱动系统。该系统采用12极无刷直流电机结构,通过模态分析确定了陀螺的最高驱动转速,通过驱动转矩关于磁势和驱动角的解析表达式推导得出稳定驱动的条件。设计了基于反电动势检测的闭环驱动系统及该系统下的低功耗快速驱动方案,使陀螺在额定驱动功率的前提下获得更高的驱动转速以表现出更好的陀螺性能。为了使转子获得稳定且低阻尼的支撑,在提高陀螺性能的同时尽量减小支撑对转子的摩擦力矩带来的驱动功耗,在转子球上制作了超疏水表面,并应用了水膜轴承。提出了一种在不锈钢转子球上制作超疏水表面的方法,制作的超疏水表面接触角达到167°,表现出良好的超疏水特性。实验表明在应用水膜轴承的前提下,超疏水表面的制作使得在额定驱动电流下,驱动转速提高11%,陀螺效应随之增加。在确定驱动结构的前提下,设计了球碟转子式微陀螺的整体机械结构。研究了该陀螺基于磁力自平衡效应的敏感机理,以该效应产生的磁力矩平衡科里奥利力矩,避免了传统电磁反馈系统可能带来的控制不稳定及反馈系统与驱动系统的相互磁干扰。建立了以磁力自平衡系数为弹性系数的陀螺动力学方程,并进一步研究了该陀螺的阶跃响应及冲击响应规律,对进动角检测系统的设计有指导意义。基于该陀螺采用的无刷直流电机转子径向电极驱动结构,文中分析了驱动磁场对进动转子的力矩作用,即驱动系统对陀螺敏感机理的影响。提出了基于差分电容的陀螺转子进动角检测方法。通过理论分析和建模仿真研究转子进动产生的差分电容与电极板尺寸参数、电极板与转子间距的关系,并以此为指导设计了差分电容结构。针对差分电容检测存在的非线性问题,提出了基于多支持向量回归机的非线性校正算法,并通过基于有序加权平均算子的数据融合减小非线性校正中分段拟合的分段区间之间过渡区域的拟合误差。设计了检测系统,分析了系统噪声源并提出了相应的减噪措施。通过实验测试了陀螺性能,其测量偏差的均值和标准差分别是-0.0055°/s、0.0295°/s,分辨率高于0.1°/s,偏置稳定性达到0.5°/h。
钱方亮[9]（2019）在《微小卫星姿轨控系统软件设计与半物理仿真》文中研究指明随着我国航天事业的快速发展,卫星技术的应用遍布在各个领域,卫星系统资源的商业应用也逐渐蔓延开来。因此体积小,成本低,研制周期短,可靠性高,集成度高是目前卫星的研制的主要方向。卫星姿轨控系统,作为卫星平台极其重要的组成部分,主要负责完成卫星姿态控制和轨道控制的任务,而作为姿轨控系统的功能主体,姿轨控系统软件技术的提升和完善是实现卫星研制技术商业化转型的最为直接快捷的发展方向。本文以卫星姿轨控系统软件作为研究对象,基于嵌入式实时操作系统完成软件内部的系统资源分配和调度管理工作,并对卫星姿轨控软件的设计和实现进行优化。本文预期通过采用嵌入式实时操作系统与姿轨控应用软件相结合的方式,完成卫星系统姿态轨道控制功能,降低软件内调度管理功能复杂度,剥离系统应用软件与底层硬件的交互,提高系统软件的复用率,解决当前卫星研制周期长,成本高,集成度低的现状。本文首先对卫星技术应用领域和现状进行论述和分析,并对微小卫星姿轨控系统和嵌入式实时操作系统的国内外现状以及发展趋势和应用现状进行了分析研究,提出采用开源操作系统并在其基础上进行完善和改进以适应姿轨控系统应用,以完成姿轨控系统软件设计开发是解决当前卫星研制问题的有效途径。然后,对卫星姿轨控系统硬件组成和系统所应用产品的工作原理和使用环境进行简要分析论述,对系统软件的构成和层次构架、底层软件及应用软件的功能以及软件运行环境进行了讨论,并对姿轨控系统软件所需要实现的功能和要求满足的各项性能指标进行了分析。随后,本文以姿轨控实时操作系统作为研究对象,详细研究分析了姿轨控系统软件实现过程中所涉及的操作系统的主要功能,并结合姿轨控系统功能的设计实现,分别从任务管理,时间管理,资源管理、数据交互、系统环境移植等方面对操作系统的应用进行了详细论述。而后,针对姿轨控应用软件进行功能分解,根据其各项功能的特点进行软件任务划分,并对各任务模块逐一进行详细的设计。对卫星系统至关重要的可靠性功能进行分析,以软件设计的方式完成功能实现,对卫星软件在轨编程功能进行详细研究分析,从机制设计和功能使用两个方面完成设计工作。之后,通过对姿态控制系统各组成部分进行数学建模,完成对系统姿态控制方案的设计,并将闭环控制系统模型进行数学仿真,对仿真结果进行研究分析。最后,针对本文设计的姿轨控系统软件进行地面仿真测试,并采用系统功能、性能指标分析结果作为衡量系统软件设计开发的正确性、可行性的标准。根据试验测试数据和曲线,对控制系统软件的设计状态和软件运行的情况进行分析研究,试验结果表明,本文设计的姿轨控系统软件满足卫星对姿轨控系统的全部功能、性能要求。
秦晓成[10]（2019）在《航天器姿态控制系统智能故障诊断研究》文中研究说明航天技术的快速发展改变了人们的生活方式,但空间中的环境复杂恶劣,使得航天器非常容易出现故障,姿态控制系统是保证航天器稳定运行的重要子系统,系统中的执行器和传感器故障发生率较高。故障诊断技术在姿态控制系统中的应用,可以有效地对系统出现的故障做出反应,避免更严重的故障发生,使航天器能够在空间中安全稳定地运行。本文在智能方法的基础上,重点研究航天器姿态控制系统中执行器和传感器的故障诊断问题。本文的研究内容包括:（1）在查阅大量文献的基础上,具体分析航天器姿态控制系统的组成。根据航天器姿态控制系统各个模块之间的参数转换关系,应用MATLAB/Simulink工具搭建航天器姿态控制系统仿真模型,用于产生姿态控制系统的仿真数据,分析姿态控制系统中执行器和传感器常见的故障模型,为后续章节的研究工作奠定基础。（2）应用基于BP神经网络的智能方法对姿态控制系统中的执行器（飞轮）进行故障诊断研究。分析BP神经网络在故障诊断方面的应用,建立飞轮故障诊断模型,模型的输入为作用于飞轮的电压,输出为航天器的姿态数据,应用MATLAB对该模型仿真,通过航天器真实姿态数据与模型预测的姿态数据对比诊断飞轮故障,诊断结果表明能够正确诊断出飞轮故障。（3）应用基于LSTM网络的智能方法对姿态控制系统中的传感器陀螺和星敏感器进行故障诊断研究。分析LSTM网络在故障诊断方面的应用,分别对陀螺和星敏感器建立故障诊断模型,模型对陀螺和星敏感器产生的序列数据进行预测。对比航天器中传感器的真实输出数据与模型预测的数据来诊断传感器故障,诊断结果表明能够正确诊断出传感器故障。（4）应用航天器半物理仿真系统平台,针对执行器,对BP神经网络故障诊断模型进行实验验证分析,实验结果表明能够诊断执行器故障。
二、挠性陀螺模型Ⅱ的性能标准（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、挠性陀螺模型Ⅱ的性能标准（论文提纲范文）
（2）遥感卫星自主轨道机动与姿轨耦合系统控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外遥感卫星发展历程 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 卫星轨道控制研究现状 |
| 1.3.2 卫星姿态控制研究现状 |
| 1.3.3 卫星姿轨耦合控制技术研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 多约束下遥感卫星轨道路径规划 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系介绍 |
| 2.3 约束建模 |
| 2.3.1 光学载荷约束 |
| 2.3.2 测控资源约束 |
| 2.3.3 星座构型约束 |
| 2.3.4 轨道类型约束 |
| 2.3.5 控制策略约束 |
| 2.4 基于Hohmann理论的多约束小卫星轨道机动控制 |
| 2.4.1 问题描述 |
| 2.4.2 控制策略分析与设计 |
| 2.4.3 仿真实验研究 |
| 2.5 多约束下小卫星的能量最优轨道控制 |
| 2.5.1 问题描述 |
| 2.5.2 最优控制器设计 |
| 2.5.3 仿真实验研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 遥感卫星的高精度轨道机动控制算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 在轨轨道机动控制 |
| 3.2.1 设计思想概述 |
| 3.2.2 遥感卫星轨道控制策略 |
| 3.2.3 案例仿真 |
| 3.3 轨道机动自适应控制 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 控制算法设计 |
| 3.3.3 仿真实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 遥感卫星自主轨道控制算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 推进系统布局 |
| 4.2.1 推进系统分类 |
| 4.2.2 推进系统的结构布局设计 |
| 4.2.3 推进系统耦合力矩分析与仿真 |
| 4.3 基于EKF滤波的自主轨道控制算法研究 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 轨道确定算法设计 |
| 4.3.3 自主轨道控制算法设计 |
| 4.3.4 仿真实验研究与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 姿轨耦合系统设计与控制算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 卫星姿轨耦合系统设计 |
| 5.3 姿轨耦合系统控制算法 |
| 5.3.1 基于角动量卸载法的小卫星姿轨协同控制 |
| 5.3.2 基于自适应神经网络的小卫星姿轨耦合控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与工作展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间研究成果 |
（3）光纤陀螺定向系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.1.1 陀螺定向技术发展概况 |
| 1.1.2 光纤陀螺寻北仪的发展概况 |
| 1.1.3 本文研究背景 |
| 1.2 光纤陀螺定向系统误差抑制研究概况 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 2 光纤陀螺定向系统原理及系统构成 |
| 2.1 光纤陀螺寻北原理 |
| 2.2 光纤陀螺寻北方案 |
| 2.2.1 静态寻北方案 |
| 2.2.2 动态寻北方案 |
| 2.3 光纤陀螺定向系统构成 |
| 2.4 定向系统功能扩展方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 光纤陀螺启动过程的定向误差抑制 |
| 3.1 光纤陀螺启动定向误差原理及补偿 |
| 3.1.1 光纤陀螺启动定向误差原理 |
| 3.1.2 光纤陀螺温度漂移补偿模型 |
| 3.1.3 光纤陀螺温度漂移补偿模型建立方法 |
| 3.2 Kalman滤波 |
| 3.3 ARMA建模 |
| 3.3.1 时间序列检验 |
| 3.3.2 ARMA阶数的识别 |
| 3.4 经验模态分解 |
| 3.4.1 本征模态函数 |
| 3.4.2 经验模态分解流程 |
| 3.4.3 光纤陀螺信号的EMD处理技术 |
| 3.5 实验结果与分析 |
| 3.5.1 光纤陀螺启动误差补偿实验 |
| 3.5.2 光纤陀螺启动定向误差抑制实验 |
| 3.5.3 光纤陀螺启动定向误差抑制实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 光纤陀螺定向系统定向方案改进 |
| 4.1 四位置寻北方案 |
| 4.1.1 计算水平面上转位误差角 |
| 4.1.2 计算寻北方位角 |
| 4.2 粗定向+精定向方案 |
| 4.3 测漂 |
| 4.3.1 光纤陀螺零偏测漂 |
| 4.3.2 光纤陀螺天向标度因数测漂 |
| 4.3.3 倾角传感器零偏 |
| 4.4 精对准 |
| 4.4.1 精对准状态方程与测量方程 |
| 4.4.2 精对准的仿真分析 |
| 4.4.3 粗定向+特定方位精定向方案 |
| 4.5 姿态保持 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 实验结果与分析 |
| 5.1 实验装置介绍 |
| 5.2 定向实验 |
| 5.2.1 四位置寻北定向实验 |
| 5.2.2 粗定向+精定向方案定向实验 |
| 5.2.3 粗定向+特定方位精定向方案定向实验 |
| 5.2.4 定向实验实验结果 |
| 5.3 姿态保持实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）影响表面质量的磨削特征辨识、工艺优化与监控方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究综述 |
| 1.2.1 磨削表面质量相关研究现状 |
| 1.2.2 磨削工艺优化方法研究及其发展现状 |
| 1.2.3 表面质量监控方法研究及其发展现状 |
| 1.2.4 机器学习理论及其应用研究现状 |
| 1.2.5 相关研究存在的问题及分析 |
| 1.3 课题研究目标和研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 论文的主要章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 磨削质量监控基础理论与CPS-SDD实验平台构建 |
| 2.1 磨削质量的评价指标与测试方法 |
| 2.1.1 实验试件材料性能与砂轮参数 |
| 2.1.2 表面质量的评价指标与测试方法 |
| 2.1.3 砂轮磨损的评价指标与测试方法 |
| 2.2 磨削信号的产生机制与测量方法 |
| 2.2.1 磨削力信号 |
| 2.2.2 磨削温度信号 |
| 2.2.3 磨削振动信号 |
| 2.2.4 声发射信号 |
| 2.3 机器学习基础理论研究 |
| 2.3.1 长短期记忆网络(LSTM) |
| 2.3.2 基于改进粒子群优化的支持向量回归(IPSO-SVR) |
| 2.3.3 堆栈稀疏自编码器(SSAE) |
| 2.4 基于CPS-SDD的磨削加工过程监控实验平台构建 |
| 2.4.1 CPS-SDD在磨削加工中的应用 |
| 2.4.2 磨削加工过程监控实验平台构建 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 磨削信号特征提取与辨识方法研究 |
| 3.1 磨削信号处理技术 |
| 3.1.1 磨削信号的预处理降噪 |
| 3.1.2 基于小波包分解的磨削信号处理方法 |
| 3.1.3 基于集合经验模态分解的磨削信号处理方法 |
| 3.2 基于时频域分析的磨削信号特征提取方法研究 |
| 3.2.1 信号时域分析及其特征参数的表征 |
| 3.2.2 信号频域分析及其特征参数的表征 |
| 3.2.3 磨削时域与频域信号的特征提取 |
| 3.3 基于物理信号与表面质量高关联度的磨削特征辨识方法研究 |
| 3.3.1 mRMR特征选择方法 |
| 3.3.2 ReliefF特征选择方法 |
| 3.3.3 磨削信号特征辨识结果案例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多目标磨削表面质量工艺优化方法研究 |
| 4.1 磨削过程力学行为特性研究 |
| 4.1.1 基于成屑厚度的磨削运动学分析 |
| 4.1.2 考虑磨削三阶段的磨削力解析模型构建 |
| 4.1.3 磨削力随工艺参数的变化规律研究 |
| 4.2 磨削工艺参数与力热载荷对表面质量的影响规律分析 |
| 4.2.1 工艺参数与力载荷对表面粗糙度的影响 |
| 4.2.2 工艺参数与力热载荷对残余应力的影响 |
| 4.2.3 工艺参数与力热载荷对磨削烧伤的影响 |
| 4.3 基于NSGA-II的磨削表面质量优化方法研究 |
| 4.3.1 面向多质量目标的磨削工艺优化方法研究 |
| 4.3.2 基于NSGA-II的磨削工艺参数优化模型构建 |
| 4.3.3 磨削表面质量优化结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 砂轮磨损与磨削表面质量监控方法研究 |
| 5.1 基于LSTM的砂轮磨损监控方法研究 |
| 5.1.1 砂轮磨损时表面形貌的演变过程 |
| 5.1.2 砂轮磨损的高关联度特征辨识结果分析 |
| 5.1.3 砂轮磨损预测结果与控制决策分析 |
| 5.2 基于LSTM的表面粗糙度监控方法研究 |
| 5.2.1 磨削过程中工件表面粗糙度的变化过程 |
| 5.2.2 表面粗糙度的高关联度特征辨识结果分析 |
| 5.2.3 表面粗糙度预测结果与控制决策分析 |
| 5.3 基于IPSO-SVR的残余应力监控方法研究 |
| 5.3.1 残余应力随工艺参数的变化规律 |
| 5.3.2 残余应力的高关联度特征辨识结果分析 |
| 5.3.3 残余应力预测结果与控制决策分析 |
| 5.4 基于SSAE的磨削烧伤监控方法研究 |
| 5.4.1 磨削烧伤的变化规律及其判别 |
| 5.4.2 磨削烧伤的高关联度特征辨识结果分析 |
| 5.4.3 磨削烧伤分类预测结果与控制决策分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 挠性接头工程验证及其效果分析 |
| 6.1 挠性接头磨削工程验证方案设计 |
| 6.1.1 工程验证技术基础 |
| 6.1.2 挠性接头加工技术要求与难点 |
| 6.1.3 挠性接头磨削加工实验与监控方案 |
| 6.2 挠性接头磨削工程验证结果与分析 |
| 6.2.1 工艺参数对挠性接头表面残余应力的影响 |
| 6.2.2 挠性接头表面残余应力的高关联度特征辨识 |
| 6.2.3 表面残余应力的监控结果与分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间参与的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）(100)晶面嵌套环硅微机电陀螺结构设计与误差分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 嵌套环式硅微陀螺的研究进展 |
| 1.2.1 经典(111)晶面n=2 模态嵌套环式硅微陀螺研究进展 |
| 1.2.2 (100)晶面n=3 模态嵌套环式硅微陀螺研究进展 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 嵌套环式硅微陀螺工作原理及模态分析 |
| 2.1 嵌套环式硅微陀螺基本工作原理 |
| 2.1.1 嵌套环式硅微陀螺集中质量块振动模型 |
| 2.1.2 理想模型下陀螺的开环机械灵敏度 |
| 2.1.3 理想模型下陀螺的机械热噪声 |
| 2.2 (100)晶面嵌套环式硅微陀螺工作模态适用性分析 |
| 2.2.1 不同晶面单晶硅材料面外面内耦合分析 |
| 2.2.2 (100)晶面嵌套环式硅微陀螺模态匹配分析 |
| 2.2.3 嵌套环式硅微陀螺晶向误差敏感性分析 |
| 2.3 嵌套环式硅微陀螺不同工作模态理论分析 |
| 2.3.1 嵌套环式硅微陀螺的角度增益分析 |
| 2.3.2 嵌套环式硅微陀螺电容灵敏度分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 (100)晶面嵌套环陀螺结构优化及加工工艺 |
| 3.1 (100)晶面嵌套环陀螺基本结构设计 |
| 3.1.1 嵌套环式硅微陀螺基本结构 |
| 3.1.2 陀螺基本结构参数设计 |
| 3.2 基于质量刚度解耦的陀螺结构优化设计 |
| 3.2.1 质量解耦优化机理 |
| 3.2.2 质量块悬挂方案优化 |
| 3.2.3 悬挂质量块最佳环数选择 |
| 3.3 (100)晶面嵌套环陀螺结构加工工艺研究 |
| 3.3.1 衬底电极层的加工 |
| 3.3.2 谐振结构层加工 |
| 3.3.3 盖帽层封装层加工 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 (100)晶面嵌套环陀螺结构误差分析及辨识方法 |
| 4.1 引入结构误差的(100)晶面嵌套环陀螺动力学模型 |
| 4.2 基于静电修调原理的刚度轴角度误差辨识 |
| 4.2.1 静电修调辨识机理 |
| 4.2.2 静电修调辨识测试方案 |
| 4.2.3 静电修调辨识测试结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 (100)晶面嵌套环陀螺样机测试 |
| 5.1 (100)晶面嵌套环陀螺样机与测试系统 |
| 5.2 样机测试结果 |
| 5.2.1 测试依据 |
| 5.2.2 室温标度因数及非线性度测试 |
| 5.2.3 室温零偏稳定性和重复性测试结果 |
| 5.2.4 不同温度点下陀螺性能测试结果 |
| 5.2.5 陀螺样品全温区零偏稳定性测试 |
| 5.3 性能汇总 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（6）陀螺飞轮系统姿态角速度测量实现的关键问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 机械陀螺姿态角速度解算方法 |
| 1.2.2 机械系统动力学参数试验辨识 |
| 1.2.3 机械陀螺漂移误差测试标定 |
| 1.2.4 陀螺信号去噪方法 |
| 1.2.5 存在的主要问题 |
| 1.3 论文研究内容及章节安排 |
| 第2章 陀螺飞轮系统动力学建模与测量原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 陀螺飞轮系统概述 |
| 2.3 陀螺飞轮动力学建模 |
| 2.3.1 坐标系定义及其转换关系 |
| 2.3.2 陀螺飞轮的动力学模型 |
| 2.3.3 模型验证 |
| 2.4 基于陀螺飞轮的姿态角速度测量原理 |
| 2.4.1 姿态角速度测量原理 |
| 2.4.2 影响测量精度的关键因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 陀螺飞轮全工况下姿态角速度非线性解算方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究基础 |
| 3.2.1 贝塞尔函数与Jacobi-Anger恒等式 |
| 3.2.2 粒子群优化算法 |
| 3.3 陀螺飞轮低频动力学模型简化 |
| 3.3.1 基于Jacobi-Anger恒等式的低频动力学模型建立 |
| 3.3.2 基于粒子群优化算法的低频动力学模型简化 |
| 3.4 基于简化低频动力学模型的姿态角速度解算方法 |
| 3.4.1 贝塞尔函数的实时计算 |
| 3.4.2 姿态角速度的非线性测量方程 |
| 3.5 仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于先验约束信息的陀螺飞轮动力学参数正则化辨识 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究基础 |
| 4.2.1 多元回归与回归参数估计 |
| 4.2.2 最大方差理论与主成分分析降维方法 |
| 4.2.3 病态问题的正则化方法 |
| 4.3 陀螺飞轮动力学参数辨识中的病态问题分析 |
| 4.3.1 动力学参数辨识原理 |
| 4.3.2 病态性分析 |
| 4.4 基于特殊工况试验的参数先验约束信息获取 |
| 4.4.1 特殊工况下的简化辨识模型与试验方案设计 |
| 4.4.2 基于近似主成分变换的模型降维 |
| 4.4.3 基于近似主成分估计的参数约束信息获取 |
| 4.5 基于先验约束信息的动力学参数正则化解算 |
| 4.5.1 全工况下的参数辨识正交试验方案设计 |
| 4.5.2 参数辨识问题的正则化求解 |
| 4.6 仿真验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 陀螺飞轮漂移误差的地面标定与补偿 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 陀螺飞轮系统误差分析与地面标定补偿原理 |
| 5.2.1 系统主要非理想因素分析 |
| 5.2.2 陀螺飞轮系统的地面标定补偿原理 |
| 5.3 基于显着性检验的陀螺飞轮实用误差模型建立 |
| 5.3.1 误差模型的回归效果检验 |
| 5.3.2 误差项的逐步回归筛选 |
| 5.3.3 检验筛选结果与分析 |
| 5.4 基于多目标优化的多位置标定试验方案设计 |
| 5.4.1 优化设计准则 |
| 5.4.2 多位置标定试验方案的优化设计 |
| 5.4.3 试验方案优化结果与验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 陀螺飞轮信号去噪方法与系统综合试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于经验模态分解的试验信号去噪方法 |
| 6.2.1 经验模态分解原理 |
| 6.2.2 内部传感器测量信号及其噪声特性分析 |
| 6.2.3 基于LPF-EMD-WT的融合去噪方法 |
| 6.2.4 去噪方法验证 |
| 6.3 陀螺飞轮系统样机的综合试验 |
| 6.3.1 陀螺飞轮系统样机的地面试验平台 |
| 6.3.2 陀螺飞轮系统样机的误差标定与补偿 |
| 6.3.3 陀螺飞轮系统样机的动力学参数辨识 |
| 6.3.4 基于陀螺飞轮系统样机的姿态角速度测量 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）基于误差分离与抑制技术的惯性仪表标定方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 惯性测试设备的发展综述 |
| 1.2.1 测试转台的国外发展综述 |
| 1.2.2 测试转台的国内发展综述 |
| 1.3 惯性仪表的标定方法研究现状 |
| 1.3.1 加速度计标定方法的研究现状 |
| 1.3.2 陀螺仪标定方法的研究现状 |
| 1.3.3 惯性组合标定方法的研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 加速度计分度头标定及误差补偿方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 加速度计的标定模型 |
| 2.3 正交双加速度计的标定 |
| 2.3.1 双加速度计测试系统 |
| 2.3.2 角位置误差对加速度计输出的影响 |
| 2.3.3 正交双加速度计的角位置误差分离 |
| 2.3.4 双加速度计的参数辨识与误差分析 |
| 2.3.5 实验验证 |
| 2.4 四加速度计测试法 |
| 2.4.1 四加速度计的测试系统 |
| 2.4.2 四加速度计的误差分离 |
| 2.4.3 四加速度计的参数辨识与误差分析 |
| 2.4.4 仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 IMU分立标定及误差补偿方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 IMU分立标定模型 |
| 3.3 基于IMU测量的转台初始对准 |
| 3.3.1 加速度计误差参数的标定 |
| 3.3.2 陀螺误差参数的标定 |
| 3.3.3 转台初始对准 |
| 3.4 IMU参数标定与转台误差补偿 |
| 3.4.1 转台误差的传递 |
| 3.4.2 基于三轴转台的IMU标定模型 |
| 3.4.3 标定方案与仿真分析 |
| 3.4.4 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 IMU模观测标定及误差抑制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 静态条件的IMU模观测标定 |
| 4.2.1 静态条件的加速度计标定模型 |
| 4.2.2 静态条件的陀螺标定模型 |
| 4.2.3 静态条件的参数坐标系统一 |
| 4.3 转台激励的IMU模观测标定 |
| 4.3.1 转台激励的加速度计标定模型 |
| 4.3.2 转台激励的陀螺标定模型 |
| 4.3.3 转台激励的参数坐标系统一 |
| 4.3.4 标定方案设计 |
| 4.3.5 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 IMU系统级标定及误差抑制方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统级标定模型的建立 |
| 5.3 卧式三轴转台外环轴整周360°转动激励 |
| 5.3.1 正二十面体整周360°转动的激励方案 |
| 5.3.2 观测量与误差参数之间的关系 |
| 5.3.3 误差参数的标定 |
| 5.3.4 仿真分析 |
| 5.4 卧式三轴转台的外环轴等间隔90°转动激励 |
| 5.4.1 正四面体90°转动的激励方案 |
| 5.4.2 观测量与误差参数之间的关系 |
| 5.4.3 误差参数的标定 |
| 5.4.4 仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）磁力自平衡效应转子式微陀螺设计及检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究目的和意义 |
| 1.2 陀螺研究现状及分析 |
| 1.2.1 机械陀螺的发展 |
| 1.2.2 微机械陀螺研究现状 |
| 1.3 液态轴承研究现状 |
| 1.4 论文的研究内容和组织结构 |
| 第2章 双自由度陀螺特性研究及基于艾伦方差的误差分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 刚体定点转动力学相关知识 |
| 2.2.1 坐标系及转动力学重要概念 |
| 2.2.2 刚体定点转动的欧拉动力学方程 |
| 2.3 双自由度陀螺的基本特性 |
| 2.4 双自由度陀螺的动力学特性 |
| 2.4.1 惯性参考系下的动力学方程 |
| 2.4.2 动参考系下的动力学方程 |
| 2.5 基于艾伦方差的误差分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于低阻尼水膜轴承的陀螺驱动方案研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 驱动模型及模态分析 |
| 3.2.1 驱动模型 |
| 3.2.2 模态分析 |
| 3.3 驱动线圈产生的磁势及转矩 |
| 3.4 驱动电路设计 |
| 3.5 利用反电动势信号的闭环驱动 |
| 3.5.1 反电动势信号的测量 |
| 3.5.2 转子的低功耗驱动 |
| 3.6 基于转子球超疏水表面制备的水膜轴承设计 |
| 3.6.1 超疏水减阻理论 |
| 3.6.2 转子球上超疏水表面的制备 |
| 3.6.3 水膜轴承的力学作用 |
| 3.7 驱动性能评价 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 基于磁力自平衡效应的陀螺敏感机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 球碟转子式微陀螺的结构 |
| 4.2.1 陀螺的机械结构 |
| 4.2.2 陀螺关键部件的加工及整体装配 |
| 4.3 基于双自由度陀螺动力学模型的陀螺响应规律研究 |
| 4.3.1 双自由度陀螺在典型力矩作用下的响应规律 |
| 4.3.2 阻尼及弹性力矩对双自由度陀螺响应规律的影响 |
| 4.4 磁力自平衡效应研究 |
| 4.4.1 磁路相关知识 |
| 4.4.2 陀螺转子的磁回复力矩特性研究 |
| 4.5 陀螺敏感机理研究 |
| 4.6 驱动力矩对进动转子的作用 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于差分电容的进动角检测系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 利用差分电容的进动角检测 |
| 5.3 基于支持向量回归的非线性校正 |
| 5.4 检测电路设计及系统误差分析 |
| 5.4.1 检测电路设计 |
| 5.4.2 机械误差噪声分析 |
| 5.4.3 检测电路噪声分析 |
| 5.5 陀螺系统参数辨识 |
| 5.6 陀螺性能测试 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）微小卫星姿轨控系统软件设计与半物理仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微小卫星及姿轨控系统的研究现状 |
| 1.2.2 嵌入式实时操作系统在国外的研究现状 |
| 1.2.3 嵌入式实时操作系统在国内的研究现状 |
| 1.2.4 嵌入式实时操作系统的发展趋势 |
| 1.2.5 嵌入式实时操作系统在航天领域的应用现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 卫星姿轨控系统结构组成与功能分析 |
| 2.1 卫星姿轨控系统组成 |
| 2.1.1 星载计算机 |
| 2.1.2 测量敏感器 |
| 2.1.3 执行机构 |
| 2.2 卫星姿轨控系统软件组成 |
| 2.2.1 姿轨控系统软件层次结构设计 |
| 2.2.2 姿轨控系统底层软件 |
| 2.2.3 姿轨控系统应用软件 |
| 2.3 姿轨控系统软件功能分析 |
| 2.4 姿轨控系统软件性能分析 |
| 2.4.1 时间特性要求 |
| 2.4.2 空间特性要求 |
| 2.4.3 软件数据精度要求 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 姿轨控实时操作系统应用 |
| 3.1 任务管理与调度 |
| 3.1.1 任务类型和状态 |
| 3.1.2 系统任务创建 |
| 3.1.3 姿轨控系统任务管理和调度 |
| 3.2 时间管理 |
| 3.3 资源管理 |
| 3.4 数据交互机制 |
| 3.4.1 基于全局变量的数据交互 |
| 3.4.2 基于消息传递的数据通信 |
| 3.4.3 姿轨控系统数据交互功能实现 |
| 3.5 系统移植 |
| 3.5.1 操作系统的移植 |
| 3.5.2 BSP移植 |
| 3.5.3 硬件交互及库文件 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 姿轨控系统应用软件设计 |
| 4.1 功能分析及任务分配 |
| 4.2 任务模块功能设计 |
| 4.2.1 初始化模块 |
| 4.2.2 数据采集模块 |
| 4.2.3 姿态控制模块 |
| 4.2.4 轨道控制模块 |
| 4.2.5 模式及基准确定模块 |
| 4.2.6 遥控遥测模块 |
| 4.2.7 存储器维护模块 |
| 4.3 可靠性设计 |
| 4.3.1 软件数据可靠性设计 |
| 4.3.2 存储单元的可靠性设计 |
| 4.4 在轨编程功能设计 |
| 4.4.1 地址表的实现与工作机制 |
| 4.4.2 编程数据包的设计与使用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 卫星姿态控制系统方案设计与仿真 |
| 5.1 卫星姿态描述 |
| 5.1.1 参考坐标系 |
| 5.1.2 方向余弦式 |
| 5.1.3 欧拉角 |
| 5.1.4 四元数 |
| 5.2 卫星姿态模型建立 |
| 5.2.1 卫星姿态运动学 |
| 5.2.2 卫星姿态动力学 |
| 5.2.3 干扰力矩分析 |
| 5.3 卫星姿态控制算法设计 |
| 5.3.1 控制系统建模 |
| 5.3.2 控制算法设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 卫星姿轨控系统半物理仿真与测试 |
| 6.1 仿真系统硬件组成 |
| 6.2 半物理仿真测试软件 |
| 6.3 仿真测试验证 |
| 6.3.1 软件功能测试及分析 |
| 6.3.2 软件性能测试及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 论文总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（10）航天器姿态控制系统智能故障诊断研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 故障诊断技术概述 |
| 1.2.1 故障诊断基本概念 |
| 1.2.2 故障诊断方法 |
| 1.3 航天器故障诊断技术概述 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 航天器故障诊断技术发展方向 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 航天器姿态控制系统分析与建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航天器姿态控制系统组成 |
| 2.3 常用的参考坐标系 |
| 2.4 航天器姿态控制系统仿真模型 |
| 2.4.1 姿态参数化描述 |
| 2.4.2 姿态运动学方程 |
| 2.4.3 姿态动力学方程 |
| 2.4.4 仿真模型 |
| 2.5 航天器姿态控制系统故障分析 |
| 2.5.1 传感器故障模型 |
| 2.5.2 执行器故障模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于神经网络的姿态控制系统执行器故障诊断 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 神经网络概述 |
| 3.2.1 神经元模型 |
| 3.2.2 目标函数与梯度下降优化算法 |
| 3.2.3 BP神经网络模型 |
| 3.2.4 BP算法 |
| 3.3 故障诊断方法 |
| 3.3.1 故障诊断原理 |
| 3.3.2 故障诊断模型 |
| 3.4 仿真实验 |
| 3.4.1 MATLAB神经网络工具 |
| 3.4.2 训练仿真结果分析 |
| 3.4.3 故障诊断结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于LSTM的姿态控制系统传感器故障诊断 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LSTM网络概述 |
| 4.2.1 循环神经网络 |
| 4.2.2 LSTM前向计算 |
| 4.2.3 LSTM训练算法简介 |
| 4.3 TensorFlow框架概述 |
| 4.4 故障诊断方法 |
| 4.4.1 故障诊断原理 |
| 4.4.2 故障诊断模型 |
| 4.5 仿真实验 |
| 4.5.1 仿真试验环境 |
| 4.5.2 训练仿真结果分析 |
| 4.5.3 故障诊断结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于半物理仿真系统平台的实验分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 半物理仿真系统平台 |
| 5.2.1 概述 |
| 5.2.2 系统功能 |
| 5.2.3 系统组成 |
| 5.2.4 系统工作原理 |
| 5.3 实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
四、挠性陀螺模型Ⅱ的性能标准（论文参考文献）
- [1]惯性技术在航天器中的应用及展望[A]. 边志强,张健,牛升达. 惯性技术发展动态发展方向研讨会论文集——前沿技术与惯性技术的融合与应用, 2021
- [2]遥感卫星自主轨道机动与姿轨耦合系统控制研究[D]. 王国刚. 长春工业大学, 2021(01)
- [3]光纤陀螺定向系统研究[D]. 骆金辉. 浙江大学, 2020(02)
- [4]影响表面质量的磨削特征辨识、工艺优化与监控方法研究[D]. 郭维诚. 东华大学, 2020(01)
- [5](100)晶面嵌套环硅微机电陀螺结构设计与误差分析[D]. 高凯. 国防科技大学, 2019
- [6]陀螺飞轮系统姿态角速度测量实现的关键问题研究[D]. 赵昱宇. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]基于误差分离与抑制技术的惯性仪表标定方法[D]. 董春梅. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [8]磁力自平衡效应转子式微陀螺设计及检测方法研究[D]. 陈殿中. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [9]微小卫星姿轨控系统软件设计与半物理仿真[D]. 钱方亮. 上海交通大学, 2019(06)
- [10]航天器姿态控制系统智能故障诊断研究[D]. 秦晓成. 沈阳理工大学, 2019(03)