惯导系统的初始对准

s2 g R
s2 s2
水平对准原理
2、水平对准回路分析
特征式和特征根 (s) s2 s2
将 x0、 x 、z cos 、y 考虑为常值，x 的时域表达式
x
(t)
x0
cos
st
x
z s
cos
sin
st
y g
பைடு நூலகம்(1
cos
st
)
等幅振荡
水平对准原理
水平对准原理
（1）稳定性
g
x
x0
▽y(s)
+
+ -
误差方程及其简化 简化的指北系统误差方程：
Vy
x g
y
Vx y g x
x
Vy
R
z cos
x
y
Vx
R
y
AN、GE通道
AE、GN 通道
水平对准原理 1、水平对准基本原理
▽y(s) + + Vy 1/S
g x
1/R - + x 1/S
-
zcos
x0 +
x(s)
水平对准原理
x
g
y
x g
1
Vy R
对准精度：水平精度达10角秒左右 方位精度2~5角分
对准时间：几至十几分钟以内
对准的基本概念 4、方法及分类：
（1）自主式对准：静基座 （2）传递对准：动基座 （3）空中对准：组合导航
对准的基本概念 5、对准过程：
粗对准：对准时间是主要指标
精对准：对准精度是主要指标
平台锁定
一种快速拉平和定向过程。惯导系统利用自 身设备，将平台用机械的方法，使平台近似趋于 水平和定向，不致使平台环架偏离要求角度过大。
Vy
1/S
K1
1/R
-
+
- x 1/S
+
x(s)
闭环传递函数
zcos
1 1 (1) 1
1
A(s) x (s) s K1
N (s) 1 1
R 1
(1)
s 1
g
s2
R K1s
s2
s K1 R
s
水平对准原理
特征多项式： (s) s2 K1s s2
阻
尼
比：
K1
2s
自 振 频 率： n s
s0
sx (s)
(1
K1
K2 )s2
( x
zcos)
y g
g
Vy
x
x0
▽y(s) +
+ - 1/S
1/R
+
-+ -
1/S
+
x(s)
K1
K2/R
K3/S
zcos
水平对准原理
（3）精度
特征多项式：(s) s2 K1s (1 K2 )s2 gK3
精度：
x
()
lim
s0
sx
(
s)
y g
水平对准原理
c x
Mc x
x ←平台转动←稳定回路
水平对准的实质是通过加速度计敏感 重力加速度分量。即通过垂直找水平。
水平对准原理
水平对准原理
2、水平对准回路分析
g
▽y(s)
+ Vy +
1/S
1/R -
x + x 1/S -
x0
+
x(s)
闭环传递函数
zcos
1
1
1
A(s) Rs2 R R
1
g Rs2
平台锁定 1、组成：
外横滚锁定系统 水平锁定
俯仰锁定系统 内横滚锁定系统 方位锁定
平台锁定 2、工作原理
平台锁定 2、工作原理
模拟调平
惯导系统利用平台上的两个水 平加速度计感受平台的水平偏离， 通过惯导系统稳定回路的作用，使 平台接近水平面的过程。
模拟调平 1、组成：
东向加速计 俯仰环调平稳定回路
Vy 2sinVx x g y
Vy
R
sec
R
Vx
V
y cos sin
x
R
z
y
x
V
x sin sin
yR
x
y
V
x tg cos cos
zR
x
z
误差方程及其简化
简化条件：
✓ 忽略位置误差及其相关项 ✓ 忽略有害加速度误差项 ✓ 忽略交叉耦合项
惯性导航系统
第三十七讲 初始对准 概述
教学内容
一、对准的基本概念 二、平台锁定 三、模拟调平
对准的基本概念
1、定义： 系统在尚未进入导航工作状态之前，使惯
导平台与理想平台坐标系相重合，建立初始基 准的过程。
对准的基本概念
2. 任务 输入初始条件 调整平台到预定的坐标系 陀螺的测漂
对准的基本概念 3. 对准的指标要求
北向陀螺 内横滚环调平稳定回路 北向加速度计
东向陀螺
模拟调平 2、工作原理
ACR
思考作业题
1、初始对准的主要工作和任务目标各是什么？ 2、简述平台锁定和模拟调平的工作原理？
惯性导航系统
第三十八讲 指北方位惯导 的初始对准（一）
教学内容
一、对准的任务及过程 二、误差方程及其简化 三、水平对准原理 四、方位对准原理 五、对准回路的参数选择 六、陀螺漂移的测定及方位 计算法对准
总结
任 务：使惯导平台与地理平台坐标系重合。 基本原理：水平对准系统利用了参考量g
由系统自行完成。 性 能：增加K1、K2、K3环节提高水平对
准的稳定性、快速性和精确性。
思考作业题
1、根据指北方位惯导误差方程，画出水平对准的
原理图，并说明设计二阶，三阶水平对准回路所 要解决的问题。
2、为满足对准过程的动态特性要求，三个参数
s K1 R
s
水平对准原理
特征多项式： (s) s2 K1s (1 K2 )s2
阻
尼
比： 2
K1
1 K2s
自 振 频 率： n 1 K2s
二阶快型水平对准回路
水平对准原理
水平对准原理
（3）精度
设 x、y、z 和x0均为常值，并且仅考虑稳态误差，则：
二阶水平对准回路误差：
x
()
lim
K1、K2、K3如何选择？
惯性导航系统
第三十九讲 指北方位惯导 的初始对准（二）
教学内容
一、对准的任务及过程 二、误差方程及其简化 三、水平对准原理 四、方位对准原理 五、对准回路的参数选择（1） 六、陀螺漂移的测定及方位计算法对准
方位对准原理
1、任务：通过方位对准回路，使平台方位 轴自动调整到真北方向。
Zg ZP
z
YP
Yg Xg
ZXP
方位对准原理 2、罗经效应 （1）cos 产生原因
方位对准原理
（1） z cos
产生原因
方位对准原理
（2）zcos 的作用
方位对准原理
对准的任务及过程
1、任务：控制平台旋转，使平台轴与地理
坐标系的东、北、天指向重合。
yp
yp
yg
z
x 水平偏差
xp
xg
方位偏差
对准的任务及过程
2、过
程：（1）水平对准 （2）方位对准
3、前提条件：静基座
4、依 据：指北方位惯导系统的误差方程
误差方程及其简化
指北方位惯导的误差方程：
Vx 2sinVy y g x
二阶慢型水平对准回路
水平对准原理
水平对准原理
（2）快速性
g
x
x0
▽y(s)
+ Vy 1/S
+-
1/R
- + x 1/S
-
+ x(s)
K1
闭环传递函数
K2/R zcos
1 1 K2 (1) 1
1 K2
A(s) x (s) s K1
N (s) 1 1
R 1 K2
s
R
(1) 1 g s2 K1s (1 K2 )s2