[發明專利]一種轉臺動態角位置誤差測量精度提高裝置及校正方法

有效

• 申請號: 201410189603.0
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN105091835B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 陳林峰;王京獻;傅鑫
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第六一八研究所
• 主分類號: G01B21/22
• 分類號: G01B21/22
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張毓靈

1.一種轉臺動態角位置誤差測量精度提高裝置，其特征在于，包括測角傳感器，過渡板、電機控制系統及PXI測控系統，其中，測角傳感器由空間四頻差動激光陀螺及其控制電路組成，測角傳感器通過過渡板安裝在待測轉臺上，并連接PXI測控系統，所述PXI測控系統基于超高速時基電路，其通過信號通道和數據通道與電機控制系統連接，而電機控制系統連接帶動待測轉臺轉動的伺服電機，所述PXI測控系統包括三個邊沿檢測模塊、三個鎖存器、鑒相器、環路濾波器、壓控振蕩器和N倍分頻器、若干計數器以及數據處理模塊，其中，左右陀螺的TTL信號分別經各自邊沿檢測模塊一路經計算器連接到數據處理模塊上，一路連接到鎖存器上，接收同步時鐘信號的鑒相器與環路濾波器、壓控振蕩器和N倍分頻器構成高速鎖相環，且壓控振蕩器連接到計數器，該計數器分三路經三個鎖存器連接到數據處理模塊，接收采樣時鐘的邊沿檢測模塊一路直接連接數據處理模塊，一路經鎖存器后連接數據處理模塊，數據處理模塊在采樣時鐘的每個上升沿會對當前的所采集到的左陀螺TTL信號、右陀螺TTL信號及采樣時鐘這三路信號所鎖存的時標信息及左、右陀螺TTL信號的脈沖計數結果進行算術運算，得到更為準確的角增量信息，數據處理模塊將上述角增量信息進行累加，得到角位置信息，并與電機控制系統給出的角位置反饋信息相減，得到電機控制系統的動態角位置誤差信息。

2.一種轉臺動態角位置誤差測量校正方法，其特征在于，電機控制系統根據目標角位置向伺服電機發送控制命令字，伺服電機根據收到的命令字帶動被測轉臺的轉動角度及方向，但轉臺實際轉過的角度與目標角位置之間會存在角秒量級的誤差，該角秒量級的角位置誤差由被PXI測控系統測量得到，在電機控制系統與PXI測控系統之間建立穩定的高速同步時鐘，電機控制系統與PXI測控系統同步給出角位置信號，PXI測控系統的角位置信號來自于測角傳感器，而電機控制系統的角位置信號是來自于轉臺的角位置反饋信號，電機控制系統將根據PXI測控系統所測得的角位置誤差進行角位置修正，直至其角位置誤差低于預定的角位置定位精度。

3.根據權利要求2所述的轉臺動態角位置誤差測量校正方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：測角傳感器工作參數標定

在開始正式測量前對所用的空間四頻差動激光陀螺的工作參數進行測定和設置；

步驟2：完成動態角位置定位誤差測定

數據處理模塊在采樣時鐘的每個上升沿會對當前的所采集到的左陀螺TTL信號、右陀螺TTL信號及采樣時鐘這三路信號所鎖存的時標信息及左、右陀螺TTL信號的脈沖計數結果進行算術運算，得到更為準確的角增量信息，數據處理模塊將上述角增量信息進行累加，得到角位置信息，并與電機控制系統給出的角位置反饋信息相減，得到電機控制系統的動態角位置誤差信息；

步驟3：完成動態角位置校正

按照步驟2重復測量6～8次，得到動態角位置定位誤差，對其進行平均處理，就能夠得到一條角位置誤差曲線，將其作為一項誤差在電機控制系統中減去，能夠大幅減小動態角位置定位的系統誤差，提高轉臺的定位精度。

4.根據權利要求3所述的轉臺動態角位置誤差測量校正方法，其特征在于，所鎖存的時標信息獲取過程如下：將來自電機控制系統穩定性優于1ppb，時鐘頻率在10MHz量級的高穩定性時鐘轉換為高精度GHz時鐘，該時鐘經過高精度GHz時鐘源計數器的計數，產生時標信息，分別作為三個鎖存器的數據輸入，而三個鎖存器的使能信號則分別來源于對左陀螺TTL信號、右陀螺TTL信號及采樣時鐘的邊沿檢測結果，從而實現對這三路信號上升及下降沿所對應時標信號的鎖存，其中，左陀螺TTL信號及右陀螺TTL信號來自于測角傳感器的輸出，而采樣時鐘則來源于電機控制系統。

5.根據權利要求4所述的轉臺動態角位置誤差測量校正方法，其特征在于，左、右陀螺TTL信號的脈沖計數結果是在經過邊沿檢測和計數器后獲取的。