機(jī)載電子設(shè)備-第六章-慣性導(dǎo)航系統(tǒng)2

第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)2012.112主要內(nèi)容概論參考坐標(biāo)系慣性導(dǎo)航基本原理加速度計(jì)平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差與初始對(duì)準(zhǔn)慣性導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)展34.加速度計(jì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的重要敏感元件，用于測(cè)量飛機(jī)某一軸向上的線加速度，輸出與加速度成比例的電信號(hào)。理論依據(jù)：牛頓第二定律(物體受外力作用時(shí)，會(huì)沿外力方向產(chǎn)生加速度，其大小與外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比)。加速度計(jì)實(shí)際上測(cè)量的是單位質(zhì)量所對(duì)應(yīng)的外力（即比力），為此加速度計(jì)又稱為比力計(jì)（比力傳感器）。44.1加速度測(cè)量原理(1)加速度計(jì)的原理模型：質(zhì)量為m的力敏感元件，借助彈簧被約束在儀表殼體內(nèi)，并通過(guò)阻尼器c（使加速度計(jì)有穩(wěn)定的輸出）與儀表殼體相連。54.1加速度測(cè)量原理(2)飛機(jī)沿敏感軸（輸入軸）方向以加速度a（相對(duì)慣性空間）運(yùn)動(dòng)，敏感質(zhì)量將沿與加速度相反的方向相對(duì)殼體位移，從而壓縮（或拉伸）彈簧。穩(wěn)定時(shí)，有如下關(guān)系：其中，為敏感質(zhì)量m相對(duì)殼體的位移量，k為彈簧的彈性系數(shù)。64.2加速度計(jì)類型(1)以敏感質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)方式劃分——

線加速度計(jì)：敏感質(zhì)量沿加速度方向做平移運(yùn)動(dòng)。擺式加速度計(jì)：敏感質(zhì)量沿加速度方向做單擺運(yùn)動(dòng)。7擺式加速度計(jì)的基本組成84.2加速度計(jì)類型(2)擺式加速度計(jì)當(dāng)飛機(jī)沿負(fù)x軸以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，敏感質(zhì)量擺受到a引起的慣性力的作用，擺錘繞轉(zhuǎn)軸y產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角。由于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)使彈簧變形而產(chǎn)生與方向相反的彈性力矩。又由于擺錘偏離z軸方向，重力形成與彈性力矩方向相同的力矩分量。9擺式加速度計(jì)受力分析104.2加速度計(jì)類型(3)穩(wěn)態(tài)時(shí)，力矩平衡方程為當(dāng)很小，，，從而得到其中，m為擺錘質(zhì)量，l為擺長(zhǎng)，k為彈性系數(shù)。114.2加速度計(jì)類型(4)以活動(dòng)系統(tǒng)的支承方式劃分——

軸承支承擺式加速度計(jì)；撓性支承加速度計(jì)；懸浮加速度計(jì)。12液浮擺式加速度計(jì)的基本原理134.2加速度計(jì)類型(5)液浮擺式加速度計(jì)采用液體懸浮技術(shù)，使擺組件在液體中處于全浮狀態(tài)（浮力等于重力）。擺組件支承中摩擦力矩幾乎為零，從而提高了測(cè)量精度；外界的干擾（振動(dòng)或沖擊）主要通過(guò)浮液均勻地傳給浮子，從而提高了抗干擾能力。14擾性加速度計(jì)的基本原理154.2加速度計(jì)類型(6)擾性擺式加速度計(jì)

基本工作原理與液浮擺式加速度計(jì)類似。有一高增益的伺服放大器，使擺組件始終工作在零位附近。這樣撓性桿的彎曲很小,引入的彈性力矩也微小,因此儀表能達(dá)到很高的精度。16由彈性材料制成的彈性支撐，在加速度輸入方向的剛性很小。利用磁鋼表面與擺組件兩端面構(gòu)成兩個(gè)檢測(cè)電容。當(dāng)擺組件偏轉(zhuǎn)時(shí)，兩邊間隙發(fā)生變化。兩邊電容量也相應(yīng)發(fā)生變化，電橋檢測(cè)該變化，從而反映出所測(cè)加速度的大小。174.1加速度測(cè)量原理(3)在慣導(dǎo)應(yīng)用中，加