论文摘要
核潜艇作为杀手锏武器应该具备隐蔽性长期航行的能力,依靠惯性导航设备进行水下精确定位可以保障这个能力。目前激光陀螺旋转惯导系统已经能够很好地解决长航时导航误差的发散问题,此时系统的振荡性误差便成为了影响导航精度的主要因素。阻尼技术作为最通用的自动补偿误差抑制技术,能够很好地抑制振荡性误差,有很高的工程实用价值。据此本文开展了二频机抖激光陀螺捷联惯导系统的阻尼技术研究,主要研究工作如下:(1)无阻尼旋转捷联惯导系统的算法与实验研究。介绍了旋转捷联惯导系统的基本概念和工作原理以及系统的机械编排;在此基础上,以陀螺和加速度计的误差为研究对象,建立了旋转捷联惯导系统的误差方程;并给出了纯捷联惯导系统、单轴旋转惯导系统及双轴旋转惯导系统的无阻尼解算。(2)惯导系统的阻尼网络研究。在对水平阻尼网络和方位阻尼网络的原理、结构深入分析的基础上,推导了阻尼引入后惯导系统误差的特点,并着重研究了内阻尼网络参数、陀螺和加速度计误差对有阻尼惯导系统性能的影响。严格按照零极点配置法的基本原则,提出了一种新的参数设计方法,验证了其合理性,并给出基于Simulink仿真辅助的阻尼网络参数设计。(3)有阻尼的惯导解算算法。针对目前阻尼算法需要引入多个中间变量,过程复杂,易用性差等问题,提出了一种更为简单且普适性强的双线性变换离散化阻尼解算算法,并分别推导了基于罗经阻尼网络和串联阻尼网络的离散化方法。分别进行了静态90型激光陀螺惯导系统单轴旋转、50型激光陀螺惯导系统无旋转和双轴旋转阻尼导航实验,并进行了50型激光陀螺单轴旋转惯导系统车载实验,结果表明:所设计的阻尼算法可以有效抑制系统振荡性误差,显著提高导航精度。