弹丸旋转规律对在线标定的影响研究

本书所研究的弹载惯导系统，从静止到匀速旋转要经过短暂的加速过程，文献［67］通过利用菲涅尔积分理论分析后认为，在惯导旋转时，当转轴在加速过程中转过的角度约为0.2π时，误差参数的分离效果最为理想。故设定如下机动参数，并进行仿真对比。

设俯仰和偏航运动为匀速，俯仰角速度为π／30，偏航角速度为π／20，时间为180 s；弹丸分别按照以下三种规律旋转。

（1）匀速旋转角速度为5°／s，加速转过的角度为5°，角加速度为2.5°／s2。

（2）匀速旋转角速度为6°／s，加速转过的角度为36°，角加速度为0.5°／s2。

（3）匀速旋转角速度为12°／s，加速转过的角度为36°，角加速度为2°／s2。

图6-7～图6-9为三种转动规律下6个刻度系数误差的仿真结果。

图6-7　第一种旋转规律下加速度计（P／g）和陀螺［P／（＂）］刻度系数误差

（a）X加计刻系误差

图6-7　第一种旋转规律下加速度计（P／g）和陀螺［P／（＂）］刻度系数误差（续）

（b）Y加计刻系误差；（c）Z加计刻系误差；（d）X陀螺刻系误差；
（e）Y陀螺刻系误差；（f）Z陀螺刻系误差

图6-8　第二种旋转规律下加速度计（P／g）和陀螺［P／（＂）］刻度系数误差

（a）X加计刻系误差；（b）Y加计刻系误差；
（c）Z加计刻系误差；（d）X陀螺刻系误差(www.xing528.com)

图6-8　第二种旋转规律下加速度计（P／g）和陀螺［P／（＂）］刻度系数误差（续）

（e）Y陀螺刻系误差；（f）Z陀螺刻系误差

图6-9　第三种旋转规律下加速度计（P／g）和陀螺［P／（＂）］刻度系数误差

（a）X加计刻系误差；（b）Y加计刻系误差

图6-9　第三种旋转规律下加速度计（P／g）和陀螺［P／（＂）］刻度系数误差（续）

（c）Z加计刻系误差；（d）X陀螺刻系误差；（e）Y陀螺刻系误差；（f）Z陀螺刻系误差

第一种和第二种规律匀速转动的角速度很接近，与第三种差别较大；后两种规律加速转过的角度相同，与第一种相差较大。由图6-7～图6-9以及表6-2、表6-3可看出，在第一种旋转规律下误差参数的收敛时间偏长，并且标定精度差，最大达到30%，而在后两种规律下的标定结果相差不大。由仿真结果可知，误差标定的结果好坏与陀螺加速转过的角度有很大关系，而与匀速转动时的角速度相关程度较小。

表6-2　收敛时间　单位：s

表6-3　收敛精度　单位：%

但是在实际的惯导系统中，转速过大会降低惯性器件的可靠性，为保证系统在长时间的工作中有较高的可靠性，旋转角速度的选取不宜过大，故综合考虑各项指标，选取第二种规律，即匀速旋转角速度为6°／s，作为最优机动方式中的旋转角速度。