主式的导航系统,以其不依赖任何外界信息的优势,被应用于越来越多的场合,所以提高系统的导航精度变得日益重要。针对这问题,实现了惯导平台车载试验的仿真系统,并对惯性导航系统的误差模型参数的辨识方法进行了研究。介绍了惯性导航系统的工作原理和导航误差方程,建立了惯导平台车载试验仿真系统各仿真模块的数学模型。论文重点完成了惯导平台车载试验仿真系统的设计和实现,在设计上主要实现了以下功能它可根据用户需求完成外测数据即载车的航迹的生成系统误差设置提供了导航信息显示功能,可供用户直观地查看导航信息的变化情况。在实现过程中,为了提高软件的开发效率,在分析比较了几种与之间混合编程方法的优缺点之后,该仿真平台决定采用来实现之间的混合编程。在利用车载试验对惯性导航误差模型辨识时,首先建立了惯性导航系统的误差模型,然后用传统的经典最小二乘方法对误差模型参数进行了辨识,辨识效果不好,经分析原因是系统存在严重的复共线性。因此采用偏最小二乘方法对误差模型参数进行辨识,得到更高的辨识精度。惯导平台车载试验的仿真系统实现了分析平台系统误差及外测信号精度对导航精度影响的目的,可以直观地看出导航信息的实时变化。此仿真系统可供从事惯性导航系统研究设计的工程技术人员使用,也可以供相关专业人员作学习仿真使用。毕业设计论文本文研究的背景和目的为加速度计提供个准确的安装基准和测量基准，以保证不管载体姿态发生多大变化，平台相对于惯性参考坐标系的方向始终保持不变，即三个加速度计的空间指向是不变的。例如，些飞机上的惯导系统要求这个稳定平台在方位上要对正北向，在平面上要和当地水平面平行，使平台的三个轴正好指向东北西三个方向。能够实现这要求的，只有陀螺仪，所以也叫陀螺稳定平台。陀螺也就成为稳定平台和惯性导航系统的核心部件。正因为有了这样个基准平台，飞机相对该平台在方位上的偏角反映了航向，飞机相对该平台在水平两个轴向上的偏角反映了俯仰和倾斜横滚。所以稳定平台代替了地平仪罗盘或航向姿态系统的功能惯性导航的基础知识地球形状及重力特性地球表面有山脉河流陆地海洋，形成了高低起伏形状复杂的不同规则的物理实体，为了导航定位的需要，把地球近似为个能用简单数学公式描述的几何球体。第二近似是把地球视为旋转椭球，如图所示。图近似的地球数理模型式中为长短轴，在赤道平面内短半轴，与地球自转重合。旋转的椭球的扁率为毕业设计论文ξ已知其参数长半轴短半轴椭球度ξ地球的自转和角速度在惯性空间，地球绕本身的地轴自转，并绕太阳作公转。地球公转周为年，需天，实际上地球相对恒星转动了次，因此地球在小时内相对恒星自转了,周。太阳在惯性空间不是恒定不变，但它的旋转影响可以忽略不计。地球的自转的角速度为导航用坐标系宇宙间任何物体的运动都是相对的，因此运载体的运动和导航定位，均需研究它们相对坐标系的运动与位置。在惯性导航中常用的坐标系由下列种地心惯性坐标系简称系坐标系原点为,设在地球的中心，轴和轴在地球赤道平面内。轴指向春分点，轴指向地球极轴。春分点为天文测量中确定恒星时的起点。由此构成的右手直角坐标系即为地心惯性坐标系。地球坐标系简称系坐标系的原点取在地球中心，与地球固联，轴指向地球极轴,轴和轴位于赤道平面，且轴通过零子午线。由此构成的右手直角坐标系即为地球坐标系。地理坐标系简称系坐标系的原点取在运载体重心。轴指向东，即轴指向北，即轴指向地，即。此时的地理坐标系常表示为右手直角坐标系，即东北地坐标系。有时采用坐标系，即北东天坐标系，轴指向天顶。本篇论文除特别说明外，均采用坐标系。运载体坐标系简称系坐标系的原点取在运载体重心，并与运载体固联。轴指向运载体的纵轴方向轴指向运载体的竖轴方向，由此构成的右手直角坐标系为运载体坐标系，可简称为载体坐标系。运载体为舰艇时,系即为舰艇坐标系。平台坐标系简称系与惯导系统中的物理平台平台式系统或数学平台捷联式系统固联的右手直角坐标系称为平台坐标系导航坐标系简称系导航坐标系为惯导系统在求解导航参数时所采用的坐标系。对平台式惯导系统来说，理想的平台坐标系就是导航坐标系。指北半解析式惯导系统中平台的理毕业设计论文想指向为地理坐标系，则该系统中的导航坐标系即采用地理坐标系。对捷联式惯导系统来说，导航参数并不定在运载体坐标系内求解，可将加速度计的信号分解到个求解导航参数较方便的坐标系内进行计算计算坐标系简纵横摇驱动系统组成。纵摇驱动系统带动纵摇轴摆动,横摇驱动系统带动横摇轴摆动。详细传动结构见图图摄像稳定平台传动示意图车载摄像稳定平台俯仰驱动系统车载摄像稳定平台俯仰驱动系统由原来的扇齿轮传动机构改为滚珠丝杠机构。滚珠丝杠机构又称为滚动螺旋机构,是种可将旋转运动变为直线运动,又可以将直线运动变为旋转运动的机构。它具有速比大体积小重量轻摩擦损耗小传动精度高等特点。相比以往扇齿轮传动机构,选择滚珠丝杠机构作为传动机构是比较台理的,它具有以下优点因为摄像机重量大,虽然俯仰轴基本安装在摄像机的型心位置,但在运动过程中,惯性较大,同时摄像机的焦距大,俯仰角度变化要求小,所以要求传动功率大,速比大。而滚珠丝杠副的导程小,降速比大,如要得到相同的牵引力所需的扭矩与扇齿轮传动相比较要小。滚珠丝杠机构体积小重量轻,有利于减轻整个稳定平台的重量及纵横电机的输出扭矩而且丝杠机构本身就具备限位和缓冲功能。毕业设计论文滚珠丝杠机构的精度高,有利于提高整个平台的精度。由于摄像机俯仰范围小,丝杠的有效行程很短,丝杠轴向间隙可以控制。滚珠丝杠机构运动平稳,无颤动,低速运行无爬行,传动效率高,适合小容量伺服电机。由于摄像机的配重较好,俯仰轴所考虑的力矩主要是摄像机迎风时的上下形状不规则所产生的风力矩,加上其他因素,俯仰轴所需的输出力矩为。俯仰电机的输出扭矩应不小于下面公式计算所得η式中为俯仰电机输出扭矩为滚珠丝杠轴向负荷为滚珠丝杠导程等于η为正效率为。摄像稳定平台纵横摇驱动系统车载摄像稳定平台纵横摇驱动系统是整个平台的关键所在,它直接影响到平台的稳定精度。因此我们采用了直流力矩电机测速机直接驱动的方式。在图中,平台上部由和轴的个摇摆环纵摇横摇组成个平面,这个摇摆环均为高精度随动系统,能快速准确地消除船体摇摆,使摄像机始终保持水平。制定车载惯导平台材料的选择和确定尺寸制定车载惯导平台材料的选择和确定尺寸整体材料的的选择车载惯导平台要求具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，由于承受较大应力和要求耐磨零件，以及经济适用性，所以选其材料为，该材料为灰铸铁。制定整体尺寸图车载惯导平台的整体尺寸公差毕业设计论文各个零件尺寸的确定图平台底座基本尺寸毕业设计论文图平台支撑架基本尺寸毕业设计论文图平台外框基本尺寸毕业设计论文图内框基本尺寸计算车在平台惯性力矩和功率计算车在平台惯性力矩和功率电机的作用执行元件影响着被控对象的运动状况与系统精度。通常选用电机作为稳定平台伺服控制系统的执行元件。目前使用的电机有直流伺服电动机交流伺服电动机步进电机以及直流力矩电机等。根据平台稳定系统低转速大转矩的工作要求，选用直流力矩电机作为稳定平台伺服系统的执行元件。由惯性力矩来确定电机的功率电机种类按工作电源种类工作电源种类工作电源种类工作电源种类划分可分为直流电机直流电机直流电机直流电机和交流电机交流电机交流电机交流电机。按结构和工作原理结构和工作原理结构和工作原理结构和工作原理划分可分为直流电机直流电机直流电机直流电机异步电机异步电机异步电机异步电机同步电机同步电按起动与运行方式起动与运行方式起动与运行方式起动与运行方式划分电容起动式单相异步电机电容起动式单相异步电机电容起动式单相异步电机电容起动式单相异步电机电容运转式单相异步电机电容运转式单相异步电机电容运转式单相异步电机电容运转式单相异步电机电容起动运电容起动运电容起动运电容起动运转式单相异步电机转式单相异步电机转式单相异步电机转式单相异步电机和分相式单相异步电机分相式单相异步电机分相式单相异步电机分相式单相异步电机。按用途用途用途用途划分驱动用电机驱动用电机驱动用电机驱动用电机和控制用电机控。按转子的结构转子的结构转子的结构转子的结构划分笼型感应电机笼型感应电机笼型感应电机笼型感应电机旧标准称为鼠笼型异步电机鼠笼型异步电机鼠笼型异步电机鼠笼型异步电机和绕线转子感应电机绕线转子感应电机绕线转毕业设计论文子感应电机绕线转子感应电机旧标准称为绕线型异步电机绕线型异步电机绕线型异步电机绕线型异步电机。按运转速度运转速度运转速度运转速度划分高速电动机高速电动机高速电动机高速电动机低速电动机低速电动机低速电动机低速电动机恒速电动机恒速电动机恒速电动机恒速电动机调速电动机调速电动机调速电动机调速电动机。功率的计算内外框的质量分别是。所以有公式可得内框重量外框重量已知各摩擦系数则可得其内外框的力为外框力为由公式就可以计算功率太小，所以选择最小的步进电机足以满足其设计要求，即选择步进电机型号为表电机型号步距角机身长相电压相电流相电阻相电感静力矩定位力矩转动惯量引线数结论结论机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是进行了生产实习之后的项重要的实践性教学环节，也是在进行毕业设计之前对所学的各科课程次深入的综合性总复习，和次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题解决问题查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。这次毕业设计综合运用完美以前学习过的专业知识，联系实际生产过程中所学习到的知识，分析问题，解决问题根据技术参数及相关要求，对些基本的机械结构的初步设计，完成设计方案，达到预期的目的同时也是次熟悉和查阅相关手册图标文献的机会，以及设计计算交合的系统化的演练。由于能力有限时间有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。参考文献参考文献纪名刚，濮良贵机械设计第七版北京高等教育出版社，熊良山，严晓光，张福润机械制造技术基础武汉华中科技大学出版社,刘光启，赵海霞机械制造制图手册北京化学工业出版社，杨家军，机械原理武汉华中科技大学出版社，常