四年了，仿佛就在昨天。也祝愿离开学校的兄弟们开开心心，我们在起的日子，我会记辈子的。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的老师同学朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!毕业设计论文独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计论文中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。毕业设计论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。毕业设计论文作者签名指导教师签名日期输入般无法直接测量。可以采用基于状态空间的干扰观测器观测扰动并进行前馈补偿,具体方法是对干扰信号的模型进行合理假设,将干扰作为系统的增广状态变量,把干扰模型加入到原系统中构成增广系统,用常规的极点配置设计方法设计状态观测器和状态反馈控制器,从而同时实现干扰补偿和跟踪控制。采用此方法设计了跟瞄平台稳定控制回路,经仿真验证,稳态跟踪误差从降至。以上方法在进行模型假设时,将干扰看作确定性信号,而实际跟瞄平台所受的干扰很复杂,只能获得它的随机统计模型,因此上述方法具有定局限,特别是当扰动发生变化时抗扰性能会降低。质量恢复控制质量恢复技术的提出是为了解决光学元件跟踪结构的干扰抑制问题。图.控制回路中的扰动主要是飞机的姿态运动高频振动通过摩擦耦合与几何耦合产生的力矩扰动,它的频带较宽,是引起跟踪误差的主要因素。为了抑制粗精跟踪回路中的高频力矩干扰,常规的设计思想是,用精跟踪回路对粗跟踪回路的跟踪误差进行前馈补偿,通过提高精跟踪回路的带宽,实现对宽带干扰的主动抑制。由于精跟踪回路的带宽受到惯性反馈元件的带宽限制无法提得很高,所以惯性元件带宽以外的干扰无法抑制。质量恢复控制的设计思想与常规相反首先断开精跟踪回路的参考输入,使图.中的,同时通过设计反射镜光路使,此时精跟踪回路仅仅起随动粗跟踪回路的作用,通过尽量降低精跟踪回路的带宽,可以有效的滤除粗跟踪回路输出信号中由于扰动产生的高频噪声,这种类似低通滤波的干扰抑制方法不受惯性反馈元件的带宽限制,能获得很高的稳定精度。使用此方法的前提是跟踪指令具有低频特性,适用于跟踪指令频带较窄而干扰严重的机载跟瞄平台。德州仪器公司生产的图像稳定平台和西安应用光学研究所设计的光电跟瞄系统原理样机都采用了这种设计思想。图.质量恢复的控制原理图捷联式与平台式惯导系统初始对准的区别在平台式惯导系统中，平台的误差方程是研究初始对准的基础。所以有时也说捷联式惯导系统是采用“数学导航平台”。除此之外，其它导航计算则是基本相同的。图.平台式惯导系统原理图.是平台式导航系统的原理示意图，导航加速度计和陀螺都安装在导航平台上，加速度计输出的信息，送到导航计算机，导航计算机除计算飞行器位置速度等导航信息外，还要计算对陀螺的施矩信息。陀螺在施矩信息作用下，通过平台稳定回路控制平台跟踪导航坐标系在惯导空间的角运动。而飞行器的姿态和方位信息，则从平台的框架轴上直接测量得到。图.是捷联式惯导系统的原理示意图。导航加速度计和陀螺直接安装在载体上，用陀螺测量的角速度信息减去计算的导航坐标系相对惯性空间的角速度，则得到机体坐标系相对导航坐标系的角速度，利用这个信息进行姿态矩阵的计算。有了姿态矩阵，就可以把机体坐标系轴向的加速度变换到导航坐标系轴向，然后进行导航计算。同时利用姿态矩阵的元素，提取姿态和航向信息。所以，姿态矩阵的计算加速度信息的坐标变换姿态航向角的计算。这三项功能实际上代替了导航平台的功能，因此，计算机的这三项功能也就是所谓的“数学平台”。而计算的导航坐标系的角速度信息则相当于导航平台上的陀螺施矩信息。图.捷联式惯导系统原理.惯导系统的初始对准初始对准的分类按对准的阶段来分惯导系统的初始对准般分为两个阶段第个阶段为粗对准，对平台进行水平与方位粗调，要求尽快地将平台对准在定精度范围内，为后继的对准提供基础，所以要求速度快，精度可以低些。第二阶段为精对准，是在粗对准的基础上进行，要求在保证对准精度的前提下尽量快。按对准的轴系来分取地理坐标系为导航坐标系的情况下，初始对准可分为水平对准和方位对准。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，可简称为载体因此，初始对准是惯导系统最重要的关键技术之。惯性系统初始对准的目的是在惯导系统进入导航工作状态之前建立起导航坐标系。对平台式惯导系统来说，就是控制平台旋转使之与要求的导航坐标系重合对捷联式惯导系统来说，就是计算出机体坐标系到导航坐标系的姿态矩阵。初始对准过程中，般还要求算出陀螺的偏置量，即测漂。机载光电跟瞄平台在飞机火力控制系统导航系统中有广泛的应用,它能够在机载环境下迅速捕获跟踪瞄准运动目标。由于机载环境下干扰严重,而跟瞄平台自身的跟踪精度要求又较高,所以平台的稳定性与跟踪控制方法的优劣直接决定着平台的性能。为了精确的控制平台光学系统的视轴,使其在隔离扰动的同时准确跟踪运动目标,人们采用了多种控制方法。机载光电跟瞄平台的功能是捕获跟踪瞄准飞机所处空域内的目标,如飞机车辆房屋等。平台主要由光电探测器跟踪伺服平台电子设备和惯性元件组成。惯性导航系统是种完全自主式的导航系统,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车载,平台,设计,毕业设计,全套,图纸绪论惯性导航的基础知识地球形状及重力特性地球的自转和角速度导航用坐标系.捷联式和平台式惯导系统的主要区别初始对准的分类初始对准的要求干扰观测与补偿质量恢复控制.车载惯导平台的概述摄像稳定平台的结构特点车载惯导平台的整体形状及分析.车载惯导平台的整体形状稳定平台的性能要求验证是否满足所设计的要求稳定平台稳像原理.车载惯导平台方位驱动系统.舰载摄像稳定平台的传动方式车载摄像稳定平台俯仰驱动系统摄像稳定平台纵横摇驱动系统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.制定整体尺寸各个零件尺寸的确定计算车在平台惯性力矩和功率.电机的作用.由惯性力矩来确定电机的功率电机种类功率的计算结论参考文献致谢绪论进入世纪，随着科学技本的迅猛发展，传统的制造技术已进入现代制造技术的新阶段。为保证和增强车载武器系统的快速机动性,现代先进的陆地作战车辆,如自行火炮远程火箭炮前线侦察车射击指挥车导弹发射车等,般均配备有惯性定位定向系统。车载惯性定位定向系统的技术性能和可靠性与陆地作战车辆的战斗力和快速反应能力有着极为密切的关系。定位定向系统不仅要有较高的精度指标,还必须具备较高的工作可靠性,才能保证产品在恶劣的车载环境条件下全寿命可靠地工作。型号车载惯性定位定向系统是专门为陆地作战车辆设计的种导航及姿态参考系统,可为载体快速提供高精度的北向方位和姿态基准,并实时进行定位导航,引导车辆行驶。该系统由双轴陀螺平台导航计算机电子控制线路里程计等部件组成,各部件之间的可靠性逻辑关系为串联形式。惯导平台是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度偏航角和位置等信息的测量平台。经过多年的发展，惯导平台也有各种结构形式，其中适合车载的惯导平台直是研究是热点。本课题为智能车科研项目的部分，以设计出测量智能车姿态的惯性导航平台为目的，为控制其姿态的研究工作打下基础。