惯导测试设备的检测及试验技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1惯导测试设备综述 3

1.1.1惯导测试设备的发展现状 3

1.1.2对惯导测试设备的要求 4

1.1.3惯导测试设备的分类 6

1.1.4国内外惯导测试设备的差距 14

1.2惯导测试设备的检测仪器及检测方法 15

1.2.1检测仪器 15

1.2.2检测方法 16

1.3惯性仪表试验方法综述 17

1.3.1惯性仪表各种试验发展状况 19

1.3.2测试技术的差距与发展趋势 22

1.3.3测试技术发展的必要性 23

1.3.4对惯性仪表测试技术的建议 23

1.4本书内容结构 24

参考文献 25

第2章 基本知识 26

2.1向量运算的基本知识 26

2.2姿态矩阵的定义及基本性质 28

2.3小角度变换矩阵的性质 35

2.4齐次变换矩阵的性质 37

2.4.1姿态矩阵与位姿矩阵 37

2.4.2旋转和平移的综合变换阵 38

2.4.3 H变换的有序性 40

2.4.4 H变换的相对性 41

2.4.5 H变换的单向耦合性 41

2.4.6小角度及平移变换的无序性 42

2.4.7小角度旋转变换与小平移变换的解耦性 44

2.4.8小角度旋转与小平移变换的相加性 44

2.5周期函数的傅里叶级数 45

2.6本章小结 46

参考文献 46

第3章 轴系回转误差的测试方法及应用 47

3.1有关回转误差的术语 47

3.2自准直仪-平面反射镜测试倾角回转误差 51

3.3轴系回转误差测试数据中的一次谐波 55

3.3.1一次谐振的机理分析 55

3.3.2一次谐振的分离 57

3.3.3一次谐振的测试实例 59

3.4水平仪法测试竖直轴系的倾角回转误差 63

3.4.1水平仪测量竖直轴系铅垂度的工作原理 63

3.4.2水平仪测量倾角回转误差的四种数据处理方法 67

3.4.3用水平仪和自准直仪测试回转误差方法的比较 73

3.5径向、轴向回转误差的测试方法 74

3.5.1标准球测量轴系的径向回转误差 74

3.5.2轴向回转误差的测试方法 76

3.6回转误差在球度检测补偿中的应用 77

3.6.1气浮球的调心 80

3.6.2球度的测试及误差分离 82

3.7回转误差对精密离心机比力输入的影响分析 85

3.7.1回转中心误差与回转轴心误差的计算 86

3.7.2主轴一次谐波运动对离心机工作半径的影响 87

3.7.3主轴回转误差的测试 88

3.7.4回转误差对向心加速度的影响 90

3.7.5倾角回转误差对重力加速度输入的影响 91

3.8本章小结 95

参考文献 95

第4章 垂直度和平行度的测试技术 96

4.1线和面的引出 96

4.2打表法测量轴线垂直度 98

4.3水平仪引出竖直轴线与平板法线 100

4.3.1水平仪测试双轴转台的轴线垂直度 100

4.3.2非整周旋转轴系竖直轴线铅垂度的测试与调整原理 101

4.3.3平板对水平面的平行度 102

4.3.4卧式双轴转台的轴线垂直度测试 104

4.4水平仪测试卧式三轴转台的垂直度 105

4.4.1中环轴轴线与外环轴轴线垂直度检测 106

4.4.2内环轴轴线与中环轴轴线垂直度检测 107

4.5水平仪测试立式三轴转台的垂直度 108

4.6两竖直回转轴线的平行度测试 112

4.7平面反射镜翻转法测量轴线的垂直度 116

4.8平动导轨垂直度检测 121

4.8.1水平平动导轨水平度测试方法 122

4.8.2竖直导轨铅垂度测试方法 124

4.8.3两水平导轨垂直度的测试 125

4.8.4导轨垂直度的测试误差分析 127

4.9本章小结 128

参考文献 129

第5章 相交度的测试技术 130

5.1相交度的定义 130

5.1.1双轴转台的轴线相交度 130

5.1.2三轴转台的轴线相交度 131

5.1.3圆弧导轨的轴线相交度 131

5.2打表法测试轴线相交度 132

5.2.1中环轴轴线与外环轴轴线的相交度测试 133

5.2.2内环轴与中环轴、内环轴与外环轴轴线相交度测试 133

5.3十字靶标法测试轴线相交度 136

5.4心轴法测试三轴转台的轴线相交度 141

5.5两十字靶标测试小型三轴转台的轴线相交度 142

5.5.1测试系统及相应坐标系 142

5.5.2相交度测试原理 144

5.5.3相交度测试实例 146

5.6细丝法测试三轴转台的轴线相交度 147

5.6.1中环轴有通孔时相交度测试 147

5.6.2中环轴无通孔时相交度测试 151

5.7圆弧导轨相交度测试方法 153

5.8本章小结 157

参考文献 157

第6章 角位置误差的检定技术 158

6.1角度的计量单位 158

6.2分度误差的表示方法 159

6.2.1刻线误差 159

6.2.2间隔误差 160

6.2.3间隔累积误差 161

6.3圆分度检定器件 162

6.3.1正多面棱体 162

6.3.2多齿分度台 163

6.3.3自准直仪 164

6.4圆分度及其检定 165

6.5角位置误差检定的递推算法 171

6.6部分组合序列的选定问题 173

6.6.1素数面棱体检定的序列组合问题 173

6.6.2合数面棱体检定的序列组合问题 175

6.7用棱体检定角位置误差时符号的确定 178

6.8角位置误差的重复性 183

6.9本章小结 184

参考文献 185

第7章 测角系统的机电误差分离技术 186

7.1圆感应同步器测角系统的机电误差分离技术 186

7.1.1圆感应同步器测角系统的组成 187

7.1.2测角误差的检测方法 187

7.1.3测角系统的主要误差源 189

7.1.4机械误差与电气误差的分离方法 191

7.1.5误差信号的正交性与一次分离技术 194

7.1.6机电误差的完整模型与误差分离技术 197

7.1.7非整周旋转的感应同步器测角系统的误差分离技术 199

7.2圆光栅测角系统的机电误差分离技术 203

7.2.1位姿误差矩阵的推导 203

7.2.2误差机理分析 205

7.2.3算例验证 207

7.3直尺光栅用于大直径的测角系统 209

7.4本章小结 211

参考文献 211

第8章 角速率的测试方法 213

8.1角速率误差对离心机向心加速度的影响 213

8.2角速率精度与角速率平稳性 214

8.2.1测试方法 214

8.2.2误差分析 216

8.3角速率重复性检测 217

8.4角速率分辨力 217

8.5角速率对称性 219

8.6波形失真度 219

8.7最大转速和最大角加速度 220

8.8角速率漂移率 221

8.9转速上升时间和下降时间 221

8.10本章小结 221

参考文献 222

第9章 测试设备的位姿对准技术 223

9.1重力加速度矢量和地球自转角速度矢量的确定 223

9.2双轴位置转台的方位对准 224

9.2.1棱镜、平面反射镜对北法 224

9.2.2直接对北法 225

9.2.3基点、平面反射镜对北法 225

9.3三轴转台的姿态对准 226

9.3.1立式三轴转台的姿态对准 227

9.3.2卧式三轴转台的姿态对准 228

9.4导引头仿真转台的对准 229

9.5雷达仿真转台的对准 235

9.5.1初始位姿对准误差的测试方法与位姿对准方案 236

9.5.2位姿对准方案的实际应用验证 242

9.6五轴转台的位姿对准 244

9.6.1测试系统简介 245

9.6.2三轴转台与双轴转台的位置对准 245

9.6.3两偏航轴的姿态对准 249

9.7本章小结 251

参考文献 251

第10章 惯性器件在单轴转台上的试验技术 252

10.1惯性器件的基本技术指标与误差模型 252

10.1.1惯性器件的基本技术指标 252

10.1.2惯性器件常用的误差模型 253

10.2单加速度计重力场测试技术 255

10.2.1重力场下等比力法旋转测试 256

10.2.2重力场等角位置测试 257

10.2.3测试误差分析 258

10.3正交双加速度计重力场测试技术 260

10.3.1正交双表误差模型系数的测试系统 260

10.3.2加速度计误差的标定模型 261

10.3.3角位置误差对标定精度的影响 262

10.3.4正交双表的标度因子算法 262

10.3.5正交双表两种安装位置的角误差分离技术 264

10.3.6加速度计误差模型系数的辨识与误差分析 266

10.4陀螺仪测试技术 271

10.4.1陀螺标度因子测试 271

10.4.2与标度因子相关的参数测试 274

10.5本章小结 277

参考文献 277

第11章 惯性器件在三轴转台上的试验技术 278

11.1陀螺仪的极轴翻滚试验 278

11.2陀螺仪的单轴速率、双轴位置滚转试验 281

11.3陀螺仪的单轴位置、双轴速率滚转试验 283

11.4陀螺仪的三轴速率试验 287

11.5基于三轴转台误差分析的惯性组合标定方法 291

11.5.1惯性组合标定模型的建立 291

11.5.2标定方案设计 295

11.5.3仿真分析 299

11.6本章小结 302

参考文献 302

第12章 惯性仪表在精密离心机上的测试方法 303

12.1精密离心机的主要误差源 303

12.2惯性仪表的输入量的计算 310

12.2.1方位轴位置状态下的比力计算 310

12.2.2反转平台同步反转的比力计算 312

12.2.3方位轴位置状态下的角速率计算 315

12.2.4反转平台轴同步反转的角速率计算 315

12.3加速度计高阶误差模型系数的标定 315

12.3.1加速度计的误差模型 315

12.3.2加速度计的安装 316

12.3.3加速度计的误差模型的12位置标定法 317

12.3.4 12位置标定法的综合 329

12.4振动整流法辨识加速度计非线性误差模型系数 330

12.5本章小结 333

参考文献 333

第13章 惯性仪表在线振动台上的测试方法 335

13.1线振动台的误差及测试 335

13.1.1寄生位移的测试方法 335

13.1.2台面与运动直线的垂直度 337

13.1.3振动加速度稳定度 338

13.2 PIGA在线振动台上的测试方法 341

13.2.1线振动台振动整周期标定方法 341

13.2.2 PIGA进动整周期标定方法 345

13.3本章小结 350

参考文献 350

索引 352