【摘 要】
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陀螺仪的测量精度制约着惯性导航技术的发展。为提高陀螺仪的测量精度及可靠性、实现陀螺仪的在线监测、促进惯导技术的发展,需要充分了解利用陀螺仪的模型,本文采用系统辨识
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陀螺仪的测量精度制约着惯性导航技术的发展。为提高陀螺仪的测量精度及可靠性、实现陀螺仪的在线监测、促进惯导技术的发展,需要充分了解利用陀螺仪的模型,本文采用系统辨识的方法对陀螺模型进行深入研究和分析。在获取动力调谐陀螺仪闭环简化模型等先验知识后,通过改进智能分析系统获取更加可靠地数据,然后将改进极大似然法和正交分解子空间法用于动力调谐陀螺仪的闭环辨识并进行了实验验证。文章主要内容如下:1、首先,根据陀螺仪表头结构和动力学方程得到陀螺开环模型,通过控制解耦及在频域上简化再平衡回路,获得陀螺仪的低阶闭环简化模型。接着,分析了陀螺仪闭环系统中固有有色噪声的特点。最后,设计了适用于本课题的激励信号多谐差相信号。2、搭建了动力调谐陀螺仪智能分析系统,改进了实时控制回路。通过优化前置放大器,功率放大器及数据采集环节获取更高精度的辨识数据;通过搭建基于FPGA/DSP的数字信号处理环节,大大提高数据处理速度及电路控制的实时性;为动力调谐陀螺仪的闭环辨识获得更加可靠的数据提供了良好的实验条件。3、详细介绍了基于改进极大似然法(BJRML)及正交分解子空间法动力调谐陀螺仪闭环辨识法的原理、步骤、难点及数值分析并进行了上述两种方法的闭环辨识实验,获得了较高精度的辨识结果,基本实现陀螺仪的在线监测并将辨识结果用于陀螺仪的故障诊断,数字再平衡回路的硬件生成等领域,更好地指导陀螺仪的设计、生产及工作,提高陀螺仪的精度。
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