导航原理_惯性导航_休拉调谐讲解.ppt

§ 4.2 惯性导航的基本原理和分类;图4.2 平面惯性导航原理图;惯导系统工作原理的数学描述如下： 设一飞行器以一定的加速度a 运动，其初始速度为V(t0)。其速度可以表示为： 飞行器的瞬时位置可表示为： 式中， 为飞机的初始位置向量。; 载体在地球上的位置，可用经、纬度和高程表示， 通过对速度积分得到，即：;式中， 为载体的初始位置； 分别表示经、 纬度和高程的时间变化率，则载体的位置可由运动速度 计算，即 ;图4.2 平台式惯导系统原理示意图;图4.3 捷联式惯导系统原理示意图;§ 4.3 休拉(舒拉、舒勒)调谐;飞机在0时刻处于水平匀速直线运动状态，这时摆处于垂线位置（OA），0时刻以后以加速度a作水平直线加速运动，经过t时刻后到达B点，由于加速度a的作用，摆偏离垂线OＢ，偏差角为 。 ;其中， 是由飞机运动引起的地垂线的角加速度;垂线偏差角;休拉摆工程实现上的困难;4.3.2单轴惯导系统和休拉调谐的实现;力矩器的标度因数为Km，它的输出用以操纵平台的修正回路。陀螺以及平台的整个特性可简化为1/HS的环节。修正回路带动平台转动 角，地垂线改变的角度为 ，于是误差角 。 为平台偏离地垂线的角度。由于误差角的存在，则加速度计还敏感一个与重力加速度 的分量相反的加速度 。 ; 图1惯导平台单轴水平回路简化框图;下面对图1方块图进行化简，得到图2。;由图3，可以求出X(s)、Y(s)、;图4 ;图5 ;其中，;§4.4 惯导基本方程——比力方程;上式可改写为;由于地球自转角速率可近似地认为是常量，则;我们来看一下上式等号左边，等号左边表示的是运载 体相对惯性坐标系的绝对加速度，怎么表示这个绝对 加速度呢？;变换得 ;比力方程的说明： 是进行导航计算需要获得的载体（平台系）相对地球的加速度向量；f为加速度计所测量的比力向量，比力方程说明只有当加速度计的测量值f消除掉了有害加速度之后，才能积分获得地速。（有害加速度 是由地球自转和载体相对地球运动而产生的加速度，为计算 需要把它从f中消除掉，因此称为有害加速度。g为重力加速度向量）;根据矢量叉乘的公式，可以把惯导基本方程写成如下的矩阵形式：;§ 4.5 惯性高度通道的稳定性分析 ;由图得;特征方程为;设; 采用二阶阻尼回路的方法来解决纯惯导系统高度通道发散的问题 ;根据方框图可得：;系统的特征多项式为：