高精度石英挠性加速度计力矩器磁路仿真分析
2021-11-05李军朔冯东棉王文一
导航与控制 2021年4期
杜 剑,张 阳,李军朔,冯东棉,王文一
(中国航天科技集团公司第十六研究所,西安710100)
0 引言
作为惯性导航系统的关键传感器单元,石英挠性加速度计主要用来对运载体受到的惯性加速度力进行测量[1-3],其误差水平直接决定着惯性系统的导航精度。石英挠性加速度计工作时,力矩器的气隙磁场为检测质量的动圈提供电磁反馈力以平衡惯性力,其内部磁场的性能对加速度计的精度有着重要影响。其中,加速度计标度因数的非线性误差主要来源于力矩器磁性能的非线性变化[1]。同时,力矩器内永磁体磁性能随温度发生的变化也会引起加速度计参数的漂移[4-6]。根据总体型号要求,高精度加速度计标度因数的非线性误差指标已达10-5~10-6量级,因此力矩器磁路优化设计的重要性不言而喻。
加速度计力矩器的磁路设计得到了广泛的关注。王晓东等[7]使用三维模型对加速度计装配及制造过程对力矩器磁性能指标偏差的影响进行了研究,为指导加速度计零件生产及装配工艺提供了方法。杨峰等[8]建立了加速度计力矩器二维模型,分析了不同长径比永磁体对加速度计标度因数长期重复性的影响。黄小凯等[9]运用模糊理论给出了力矩器及石英摆片三角模糊数区间,采用磁-结构耦合有限元仿真得到了温度变化过程加速度计标度因数模糊输出区间,说明了该方法对提高加速度计标度因数长期稳定性的意义。葛颂等[10]在试验对比验证补偿环对工作力矩器工作气隙磁密的影响基础上实现了补偿环尺寸的合理优化。……
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