[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星用陀螺恒流源校準方法

有效

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• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103438902A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 袁智;王勝剛;袁軍;劉杰;王睿;張慶君;張和芬
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;仇蕾安

技術領域

本發(fā)明涉及航天器測試技術領域，具體涉及一種衛(wèi)星用陀螺恒流源的校準方法。

背景技術

根據陀螺的力學性質所制成的各種功能的陀螺裝置稱為陀螺儀，陀螺儀可用于各航天器的飛行狀態(tài)的指示，在衛(wèi)星的在軌飛行時，也可使用陀螺儀對衛(wèi)星進行姿態(tài)指示。

在地面測試時，由于航天器并沒有實際的轉動，陀螺儀敏感到的角速度是固定的，因此，為了在測試時使陀螺的輸出為航天器運動時理想的角速度值，需要地面給陀螺儀加入合適的激勵，通常使用測試用恒流源。恒流源由陀螺恒流源板提供，恒流源板通常設計為一套D/A（數字量到模擬量變換）系統(tǒng)。

要想在航天器地面測試過程中，通過恒流源來精確的激勵陀螺，使之實現精確地角速度模擬，必須找到從恒流源板卡的D碼值到陀螺輸出角速度的函數關系。此過程通常被稱作陀螺恒流源的校準過程。

目前常用的方法是進行多點測量，多次測量后找到多段線性區(qū)，通過設置不同的碼值（D值），并采集陀螺的角速度值，直接建立陀螺角速度與恒流源板卡D值的關系。然而恒流源板卡的D值與陀螺的角速度之間并不是完全的線性關系。

因此，現有方法在校準過程中需要反復的測量，尋找不同分段的邊界點，并且當陀螺的位置變更后，需要重復整個校準過程，分段多，精度低，校準過程復雜，工作量大，效率低。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星用陀螺恒流源校準方法，該方法找到了恒流源校準過程中的幾段線性關系，能夠快速、高效的完成恒流源的校準。

為達到上述目的，該方法技術方案為：

步驟一、獲得恒流源板卡的輸入的D碼值與輸出的電流的轉換關系，具體步驟如下：

步驟101、對輸入恒流源板卡的D碼值進行多次設置，測量恒流源板卡的輸出電流，獲得多個與D碼值一一對應的電流；

步驟102、根據D碼值與電流值，通過以下方式獲得D碼值與電流的轉換關系：

根據D碼值的區(qū)間范圍，獲取該區(qū)間的中間值，設定電流閾值，在中間值的左右兩邊找到左電流分界點和右電流分界點，其中左、右電流分界點對應電流超過且最接近、或者等于預設的電流閾值；

以左、右電流分界點的中間區(qū)域的D碼值對應的電流為0，在左電流分界點以左的部分以及右電流分界點以右的部分對D碼值和電流進行線性擬合獲得D碼值與電流的線性關系；由此獲得D碼值與電流的轉換關系；

步驟二、獲得陀螺的輸入的電流與輸出的角速度之間的關系，該步驟具體如下：

步驟201、對輸入陀螺的電流進行多次設置，電流輸入至陀螺后，陀螺輸出一個角速度，測量陀螺的輸出角速度，則獲得多個與電流一一對應的角速度；

步驟202、根據一一對應的電流與角速度，對電流與角速度的轉換關系設定如下：

找到當角速度為0時對應的電流，設定角速度閾值，在輸出電流測量值的0值左右兩邊找到左角速度分界點和右角速度分界點，其中該左、右角速度分界點對應角速度均超過且最接近、或者等于預設的角速度閾值；

以左、右角速度分界點的中間區(qū)域的電流對應的角速度為0，在左角速度分界點以左的部分以及右角速度分界點以右的部分分別對電流與角速度進行線性擬合獲得電流與角速度的線性關系；由此獲得電流與角速度的轉換關系；

步驟三、根據步驟一獲得的D碼值與電流的轉換關系、及步驟二獲得的電流與角速度的轉換關系，間接獲得D碼值與角速度的轉換關系。

有益效果：

本方法采用多步線性化以及分段線性化的方法，有效解決了恒流源校準過程中存在的非線性問題；而且本系統(tǒng)對于不同的陀螺儀均適用，不需要重復測點，大大提高了恒流源校準的效率，縮短了校準時間。

附圖說明

圖1恒流源測試系統(tǒng)原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明進行詳細描述。

本發(fā)明提供了衛(wèi)星用陀螺恒流源的校準方法，該方法的原理如圖1所示，具體包括如下步驟：

步驟一、將D碼值輸入恒流源板卡則能夠輸出電流。本步驟需要獲得恒流源板卡的輸入的D碼值與輸出的電流之間的關系，其中校準方法如下：

步驟101、對輸入恒流源板卡的D碼值進行多次設置，測量恒流源板卡的輸出電流，獲得多個與D碼值一一對應的電流。

步驟102、根據所獲得的一一對應的D碼值與電流，通過以下方式獲得D碼值與電流之間的關系：