1、陀螺及惯性技术王雷2010年11月第1页，共56页。第五章惯性导航系统平台第2页，共56页。5.1 惯性平台概述惯性平台概述一、惯性平台的作用二、平台的构成 三、四平衡环系统 第3页，共56页。惯性平台的作用第4页，共56页。平台的构成 第5页，共56页。平台的构成 第6页，共56页。平衡环的闭锁 第7页，共56页。全姿态平台平衡环系统 第8页，共56页。四平衡环系统的工作原理第9页，共56页。四平衡环系统第10页，共56页。5.2 单轴稳定器单轴稳定器一、单轴稳定器(跟踪器)的工作过程 二、单轴稳定器特性分析 第11页，共56页。单轴稳定器的结构 第12页，共56页。单轴稳定器工作的物理过程
2、 0YY0t1YY0t2YYmax00dtVt10()cosdtVt2()cos0dtddddddtHtHtH时，时，时，第13页，共56页。单轴跟踪器工作的物理过程 0()Vt1Vt20,VtttttddttdddttttdtIK IK ItHK ItHK IK IH时，沿方向时，时，常值常值常量第14页，共56页。固定方位半解析式惯性导航系统第15页，共56页。单轴平台系统结构图第16页，共56页。单轴平台系统功能方块图第17页，共56页。单轴平台系统方块图 第18页，共56页。18IRIG Mod B型陀螺 尺寸4.698cm重量522 gf转速24000 r/min 动量矩H 1510
3、00阻尼系数C 502输出轴惯量J 225 G(s)=1,C2=5,=1msSystemView仿真结果第19页，共56页。单轴平台系统方块图之二43222212(1)()()()()()()YfYPPPYSfYsJsCsMsJ J sJJC sJ CHsH sG s C HCMC C H第20页，共56页。单轴平台系统方块图之三24322222432222()(1)()()()()()()(1)()()()()()YfxPPPYfxPPPfxfxYeYeG s CsHssMss J J sJJC sJ CHsH sG s C HG s CsHssMsJ J sJJC sJ CHsH sG s
4、 C HMMtHH第21页，共56页。单轴平台系统方块图之四122()()()fbePMsC C HMsJ sJsC第22页，共56页。未校正的系统根轨迹第23页，共56页。校正后的系统根轨迹1122()1(),()1inessG sss第24页，共56页。5.3 二自由度陀螺仪的单轴稳定器二自由度陀螺仪的单轴稳定器一、单轴稳定器(跟踪器)工作原理二、动特性分析第25页，共56页。单轴稳定器结构原理图第26页，共56页。单轴稳定器系统功能方块图11,1,xgyfxgygyffxM dtHM dtHMKdddKKdtdtHHdt第27页，共56页。单轴平台系统方块图 第28页，共56页。单轴平台
5、系统方块图 第29页，共56页。二阶系统幅频特性图第30页，共56页。二自由度液浮陀螺仪方块图22()()()()yyxXgxxxyxyxyxyxyxyJ sCC ssMssJ CC JC CHJ J s sJ JJ J第31页，共56页。特征方程式 22201.5,024000/min,0.66,2671.5xyxyxyxyxyxyxyxyxyJ CC JC CHsJ JJ JC CHJ JJJJCCJrfHzJ 第32页，共56页。单轴平台系统解耦后简化方程 xxxyyyxyyxeKeKHMHM第33页，共56页。未加校正环节时的系统 2()PKW sJ s第34页，共56页。无源校正网络
6、 1212(1)(1)()(1)(1)ssG sT sT s第35页，共56页。加校正环节后的系统 12212(1)(1)()(1)(1)Pss KW sJ sTsT s第36页，共56页。5.4 半解析式惯导系统的修正回路一、单自由度陀螺仪组成的惯导平台二、二自由度陀螺仪组成的惯导平台第37页，共56页。东向加速度计回路示意图第38页，共56页。东向加速度计回路方块图第39页，共56页。东向加速度计回路简化方块图第40页，共56页。东向加速度计回路方程式12221212122200011()()()cos()()cos()()1()()()()cos()()()0()coscos284.4m
7、intEeEetttEettK KK KsVsgsKsVssRsHsRsss K K KHK K K KK K K KssVssHRHRRHK K K KHK K KHgssRgRtttTRg第41页，共56页。二自由度陀螺仪平台的东向回路第42页，共56页。二自由度陀螺仪平台的东向回路1232()()()cos()()11()cos()()tEepEeK KK K KKG sVsgsKsRsHsJ sKG sVsssRss第43页，共56页。二自由度陀螺仪平台的方程12322212321232123()()()cos()()11()cos()()()()()()()()()()()()tEe
8、pEetpptEtpK KK K KKG sVsgsKsRsHsJ sKG sVsssRssK K K K Ks KG s gsJ sKG ssHRJ sKG sK K K K Ks KG sVsHRRK K K K Ks KG ssJ sKH()cos()eG ss第44页，共56页。二自由度陀螺仪平台的系统分析2123212321223()()()()()()()cos()()()()ptEtpepttJ sKG sK K K K K s KG sVsHRRK K K K K s KG ssJ sKG ssHJ sKG sK K K KHK K KHK sKG s等号右边为：则等号右边为零
9、。第45页，共56页。二自由度陀螺仪平台的方程212232212322222()()()()()()()0()()()0()()()0ptttppppJ sKG sK K K KHK K KHKsKG sK K K K Ks KG s gsJ sKG ssHRgsJ sKG sJ sKG ssRgsJ sKG ssR第46页，共56页。二自由度陀螺仪平台的系统分析212232222()()()()()()0()()0()()0pttppJ sKG sK K K KHK K KHK sKG sgsJ sKG ssRgssJ sKG ssR由：得到：第47页，共56页。5.5 舒拉调整(调谐)一、
10、不受加速度影响的数学摆二、实现舒拉调整的可能途径第48页，共56页。不受加速度影响的数学摆 2()284.4minxxxxxJma LJmLma LaJLaRaRLRRTg摆的运动：，地垂线的运动：第49页，共56页。实现舒拉调整的可能途径 1.复摆2.陀螺3.舒拉调整平台第50页，共56页。复摆2222284.4min,0.540.04JTmgLJmrrmrLmgT第51页，共56页。陀螺 11200100()()cos0*2284.4minyzxxzyezHmgLmLVHMVHmgLHMRMmgLgHRVRHRTmgLg 第52页，共56页。舒拉调整平台 eg加速度计输出：第53页，共56页。舒拉调整平台 22220000cos11284.4minegKedtKgdtdKgdttKgTRKgK 加速度计输出：平台倾角：第54页，共56页。舒拉调整平台 000cos11284.4mintKgTRKgKHRK用积分陀螺代替积分器：第55页，共56页。作业 P117-1,2,5,7,8第56页，共56页。
