北航惯性导航综合实验二实验报告Word文档下载推荐.docx

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3）翻转工装，依次使得陀螺敏感轴X、Y轴依次平行于转台旋转轴，在每个位置上重复上述步骤，稳定后记录转动相应敏感轴的角速度当量均值

并保存数据；

六、实验结果

陀螺数据求平均处理

10°

/s

20°

40°

60°

80°

X轴反向

-9.9123

-19.9246

-39.8253

-59.6601

-79.1389

Y轴反向

-10.3317

-19.9998

-40.4727

-59.7430

-79.2054

Z轴反向

-9.9690

-19.8442

-39.8682

-59.4884

-79.0262

X轴正向

9.9243

19.9380

39.8195

59.6146

79.3660

Y轴正向

10.0445

19.9458

39.9983

59.9388

79.2885

Z轴正向

10.0398

19.9238

39.9615

59.7230

79.3576

按公式

（2）计算陀螺标度因数、安装误差和零偏结果如下。

2.2加速度计安装误差测试

一、实验步骤

1）接通电源，预热至IMU工作稳定，启动数据采集软件；

2）摇动转台手柄使IMU安装台面垂直，顺时针旋转垂直方向的转台，每隔20°

作为一个实验测试位置，直到转过360°

回到原位置，再依次逆时针旋转垂直方向的转台，分别记录18组Z向加速度计输出数据

；

3）将转台台面调至水平，安装IMU使加速度计的Z向垂直于水平面内。

摇动转台手柄使IMU安装台面垂直，调整转台Z向加速度计处于水平位置，此位置记为初始位置。

4）顺时针旋转垂直方向的转台，每隔20°

回到原位置，再依次逆时针旋转垂直方向的转台，分别记录18组X、Y向加速度计输出数据

。

二、实验结果

5）按公式（3）计算加速度计标度因数、安装误差和零位误差。

标度因数及安装误差阵

加速度计的安装误差系数和零偏

三，实验分析

1，Matlab在求逆的时候容易出现非奇异，导致不能求逆，应当适当调整输入阵的元素顺序，避免奇异。

2.3旋转调制原理验证实验

1、通过认识旋转调制技术，实现理论课学习范畴的拓展；

2、验证旋转调制技术的效果，加强学生对旋转调制技术的理解。

观摩单轴旋转调制系统工作过程，学习旋转调制原理，验证旋转调制技术对陀螺、加速度计性能的调制效果。

旋转调制式捷联惯导系统、稳压电源、数据采集系统。

旋转调制是陀螺漂移的自补偿技术，设X向陀螺的漂移为

，加计零偏为

，Y向陀螺的漂移为

平台绕Z轴以

的角速度旋转，如图1所示，则地理坐标系下的等效东向和北向陀螺漂移和加速度计零偏的表达式有：

图1旋转调制捷联惯导的组成框图

（1）

（2）

旋转调制技术可以将惯性器件引起的误差大大降低。

1．教师讲解

●旋转调制技术简介

●旋转调制系统及显控系统简介

2．操作演示

●演示旋转调制系统工作过程

●控制电机分别处于旋转和锁定状态，输出并存储陀螺和加速度计数据。

3．理论探究

对两种状态下的陀螺漂移角速率分别求姿态误差角，探究旋转调制对陀螺性能改善的作用。

旋转调制后：

未经调制的误差角：

六、实验分析

由图可以看出，经过旋转调制的姿态误差角从原理上讲应该比未经过旋转调制的姿态误差角小，但是由于其他干扰，只能看出经过旋转调制后相对于未经过旋转调制的情况幅值确定而不是发散。

四，实验源程序

1，陀螺仪安装误差标定源程序

%%%%%%%%%%%X轴反向

x10n=load（'

E:

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x10n.txt'

）;

x20n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x20n.txt'

x40n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x40n.txt'

x60n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x60n.txt'

x80n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x80n.txt'

x101=x10n（2:

7201,1）;

x201=x20n（2:

3601,1）;

x401=x40n（2:

1801,1）;

x601=x60n（2:

1201,1）;

x801=x80n（28:

929,1）;

x101=mean（x101）;

x201=mean（x201）;

x401=mean（x401）;

x601=mean（x601）;

x801=mean（x801）;

x1=[x101x201x401x601x801];

%%%%%%%%%%%Y轴反向

y10n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y10n.txt'

y20n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y20n.txt'

y40n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y40n.txt'

y60n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y60n.txt'

y80n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y80n.txt'

y101=y10n（2:

7201,2）;

y201=y20n（2:

3601,2）;

y401=y40n（2:

1801,2）;

y601=y60n（2:

1201,2）;

y801=y80n（28:

929,2）;

y101=mean（y101）;

y201=mean（y201）;

y401=mean（y401）;

y601=mean（y601）;

y801=mean（y801）;

y1=[y101y201y401y601y801];

%%%%%%%%%%%Z轴反向

z10n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z10n.txt'

z20n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z20n.txt'

z40n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z40n.txt'

z60n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z60n.txt'

z80n=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z80n.txt'

z101=z10n（2:

7201,3）;

z201=z20n（2:

3601,3）;

z401=z40n（2:

1801,3）;

z601=z60n（2:

1201,3）;

z801=z80n（28:

929,3）;

z101=mean（z101）;

z201=mean（z201）;

z401=mean（z401）;

z601=mean（z601）;

z801=mean（z801）;

z1=[z101z201z401z601z801];

%%%%%%%%%%%X轴正向

x10p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x10p.txt'

x20p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x20p.txt'

x40p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x40p.txt'

x60p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x60p.txt'

x80p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\x80p.txt'

x101=x10p（2:

x201=x20p（2:

x401=x40p（2:

x601=x60p（2:

x801=x80p（28:

x0=[x101x201x401x601x801];

%%%%%%%%%%%%%%%%Y轴正向%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

y10p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y10p.txt'

y20p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y20p.txt'

y40p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y40p.txt'

y60p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y60p.txt'

y80p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\y80p.txt'

y101=y10p（2:

y201=y20p（2:

y401=y40p（2:

y601=y60p（2:

y801=y80p（28:

y0=[y101y201y401y601y801];

%%%%%%%%%%%%%%%%Z轴正向%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

z10p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z10p.txt'

z20p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z20p.txt'

z40p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z40p.txt'

z60p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z60p.txt'

z80p=load（'

\惯性器件综合实验\2\陀螺标定数据\z80p.txt'

z101=z10p（2:

z201=z20p（2:

z401=z40p（2:

z601=z60p（2:

z801=z80p（28:

z0=[z101z201z401z601z801];

k=[11111]

x=[x1,x0];

y=[y1,y0];

z=[z1,z0];

W1=[1020406080-10-20-40-60-80;

8060402010-10-20-40-60-80;

6040201080-10-20-40-60-80;

1111111111];

W0=[9.924319.938039.819559.614679.3660-9.9123-19.9246-39.8253-59.6601-79.1389;

79.288559.938839.998319.945810.0445-10.3317-19.9998-40.4727-59.7430-79.2054;

59.723039.961519.923810.039879.3576-9.9690-19.8442-39.8682-59.4884-79.0262]

Sg=W0*（W1）'

*inv（W1*（W1）'

2，计算加速度计安装误差源程序

xd=load（'

\惯性器件综合实验\3\accData\xd.txt'

xu=load（'

\惯性器件综合实验\3\accData\xu.txt'

yd=load（'

\惯性器件综合实验\3\accData\yd.txt'

yu=load（'

\惯性器件综合实验\3\accData\yu.txt'

zd=load（'

\惯性器件综合实验\3\accData\zd.txt'

zu=load（'

\惯性器件综合实验\3\accData\zu.txt'

xd1=mean（xd）/1000;

xu1=mean（xu）/1000;

yd1=mean（yd）/1000;

yu1=mean（yu）/1000;

zd1=mean（zd）/1000;

zu1=mean（zu）/1000;

xd11=xd1（4:

6）'

;

xu11=xu1（4:

yd11=yd1（4:

yu11=yu1（4:

zd11=zd1（4:

zu11=zu1（4:

Ao=[xd11yd11zd11xu11yu11zu11]

AI=[100-100;

0100-10;

00100-1;

111111];

C=inv（AI*AI'

Sacce=Ao*AI'

*C;

旋转调制与未经过旋转调制的源程序

Q=load（'

\惯性器件综合实验\惯性导航试验数据\2\旋转调制实验数据\data.xls'

%%%%%%%求转换矩阵%%%%%%%%

Wx1=Q（160002:

170002,1）;

Wy1=Q（160002:

170002,2）;

%%%提取转换矩阵的数据

Wz1=Q（160002:

170002,3）;

W=[Wx1Wy1Wz1];

Ax=Q（160002:

170002,4）;

Ay=Q（160002:

170002,5）;

Az=Q（160002:

170002,6）;

Ax=mean（Ax）*（3.1507301e-4）*1000;

Ay=mean（Ay）*（3.1618922e-4）*1000;

Az=mean（Az）*（3.1207785e-4）*1000;

A=[AxAyAz];

g=9.8;

C3=A/g;

c3=C3'

C12=（Wx1-C3

（1）*wie*sin（L））/（wie*cos（L））;

C22=（Wy1-C3

（2）*wie*sin（L））/（wie*cos（L））;

C32=（Wz1-C3（3）*wie*sin（L））/（wie*cos（L））;

C2=[C12C22C32];

c2=C2'

C1=cross（C2,C3）;

c=C1'

Ctb=[c,c2,c3];

%%%%%%%%%%%%旋转调制转换%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%%%%%提取数据%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Wx=Q（32001:

160001,1）;

Wy=Q（32001:

160001,2）;

%%%提取旋转调制的数据

Wz=Q（32001:

160001,3）;

JD=Q（32001:

160001,7）;

wibbx=Wx.*cos（D）+Wy.*sin（D）;

wibby=Wx.*sin（D）+Wy.*cos（D）;

wibbz=Wz;

Wibb=[wibbxwibbywibbz];

wittx=0;

witty=wie*cos（L）;

wittz=wie*sin（L）;

Witt=[wittxwittywittz]'

Witb=Ctb*Witt;

wtbbx=wibbx-Witb

（1）;

wtbby=wibby-Witb

（2）;

wtbbz=wibbz-Witb（3）;

nx=zeros（160001-32001,1）;

ny=zeros（160001-3200,1）;

nz=zeros（160001-32001,1）;

nx

（1）=wtbbx（1,1）*1/1000;

ny

（1）=wtbby（1,1）*1/1000;

nz

（1）=wtbbz（1,1）*1/1000;

fori=2:

（160001-32001）

nx（i）=nx（i-1）+wtbbx（i,1）*1/1000;

ny（i）=ny（i-1）+wtbby（i,1）*1/1000;

nz（i）=nz（i-1）+wtbbz（i,1）*1/1000;

u（i）=i;

end

plot（u,nx）;

plot（u,ny）;

plot（u,nz）;

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%未经过旋转调制的果%%%%%%%%%%%

Wx2=Q（160001:

225458,1）;

Wy2=Q（160001:

225458,2）;

Wz2=Q（160001:

225458,3）;

JD1=Q（160001:

225458,7）;

%%%%%%%%%%%%5转换单位%%%%%%%%

wibbx1=Wxx;

wibby1=Wyy;

wibbz1=Wzz;

Wibb=[wibbx1wibby1wibbz1];

%%%%%%%%%%%%%求转换矩阵

wtbbx1=wibbx1-Witb

（1）;

wtbby1=wibby1-Witb

（2）;

wtbbz1=wibbz1-Witb（3）;

nx1

（1）=wtbbx1（1,1）*1/1000;

ny1

（1）=wtbby1（1,1）*1/1000;

nz1

（1）=wtbbz1（1,1）*1/1000;

（225458-160001）

nx1（i）=nx1（i-1）+wtbbx1（i,1）*1/1000;

ny1（i）=ny1（i-1）+wtbby1（i,1）*1/1000;

nz1（i）=nz1（i-1）+wtbbz1（i,1）*1/1000;

plot（u,ny1）;