[發(fā)明專利]擺式陀螺尋北儀的自動數(shù)字偏置補償系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110362418.3
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102466483A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王縝;李海洲;康冰;趙京坡;鄭懷芳;萬琦;鄭建新;劉炳章
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天發(fā)射技術(shù)研究所
• 主分類號: G01C19/38
• 分類號: G01C19/38
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;尚群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種擺式陀螺尋北儀數(shù)字偏置補償方法，特別是一種通過數(shù)字阻尼快速穩(wěn)定陀螺擺體并運用數(shù)字偏置實現(xiàn)擺式陀螺尋北儀與扭矩相關(guān)誤差的自動數(shù)字偏置補償系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

陀螺尋北儀是一種在靜基座條件下，利用地球重力特性和陀螺定軸性敏感地球自轉(zhuǎn)速率，測得載體相對北向方位的儀器。

陀螺尋北儀作為一種經(jīng)典的慣性尋北裝置，已廣泛應(yīng)用于工程裝置的初始定向，如：機動車輛、火炮、雷達、地下設(shè)施、礦井開采、隧道建設(shè)和石油探井測量等需要獨立快速獲取方位信息的領(lǐng)域。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)進步，對陀螺尋北儀的測量精度和反應(yīng)時間的要求也進一步提高。擺式陀螺尋北儀在反應(yīng)時間和測量精度上仍處于一定優(yōu)勢，是工程應(yīng)用的主要裝置。擺式陀螺尋北儀的方位誤差主要有三種形式：與扭矩有關(guān)誤差、與扭矩?zé)o關(guān)誤差、及測量過程誤差，其中與扭矩有關(guān)誤差可以通過偏置調(diào)零實現(xiàn)一定程度的補償。傳統(tǒng)的偏置補償方法多采用模擬方法，該方法由于需要大電容，電路較復(fù)雜，成本較高，且由于分立元件漂移較差，補償快速性受環(huán)境影響較大，無法實現(xiàn)自適應(yīng)等缺點。

例如，申請?zhí)枮椤?00810146912.4”，名稱為“一種擺式陀螺尋北儀尋北測量方法”的中國發(fā)明專利申請，其所公開的技術(shù)方案需進一步改進和完善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過數(shù)字阻尼快速穩(wěn)定陀螺擺體并運用數(shù)字偏置實現(xiàn)擺式陀螺尋北儀與扭矩相關(guān)誤差的自動數(shù)字偏置補償系統(tǒng)及方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種擺式陀螺尋北儀的自動數(shù)字偏置補償方法，用于擺式陀螺尋北儀與扭矩有關(guān)誤差的補償，其中，包括如下步驟：

a.陀螺擺體解鎖，對陀螺擺體施加數(shù)字偏置阻尼力矩，使擺體在數(shù)字偏置阻尼力矩控制下做指數(shù)衰減阻尼振蕩運動，擺體的擺動幅值快速衰減，建立偏置補償?shù)钠鹗紶顟B(tài)；

b.通過擺體運動的檢測實現(xiàn)陀螺擺體誤差扭力矩的測量，自適應(yīng)調(diào)節(jié)力矩器偏置補償力矩的大小和方向；

c.陀螺擺體鎖定。

上述的擺式陀螺尋北儀的自動數(shù)字偏置補償方法，其中，還包括多次重復(fù)步驟b，使補償后的擺體誤差扭力矩趨近于零。

上述的擺式陀螺尋北儀的自動數(shù)字偏置補償方法，其中，在所述步驟a中，還包括設(shè)置偏置穩(wěn)定阻尼控制器對系統(tǒng)進行校正的步驟。

上述的擺式陀螺尋北儀的自動數(shù)字偏置補償方法，其中，所述偏置穩(wěn)定阻尼控制器的確定包括：

偏置狀態(tài)時系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為

GK(S)=KP·KA·KT/RTJZS2+KSB]]>

式中：KP-測角裝置的增益項，V/rad；KA-放大倍數(shù)，1；

JZ-陀螺擺繞方位軸的轉(zhuǎn)動慣量，kg·m2；

KT-力矩器線圈增益項，N·m/A；RT-力矩器線圈內(nèi)阻，Ω；

KSB-懸掛系統(tǒng)的扭矩系數(shù)，N·m/rad

根據(jù)上式選取如下形式數(shù)字偏置阻尼控制器