[發明專利]一種液浮加速度計閉環測試系統及其測試方法

有效

• 申請號: 201410394539.X
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN105334349B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 陳浩;桑小沖;程顥;郭旭升;盧翔
• 申請（專利權）人: 上海新躍儀表廠
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00;G01C25/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 馮和純

本發明公開了一種液浮加速度計閉環測試系統，包括液浮加速度計的安裝工裝、程控電流加矩設備和動力學仿真。液浮加速度計的安裝工裝用于將重力加速度等分到三個測量軸上，動力學仿真機動態生成飛行器慣性坐標系下的加速度，并轉換到液浮加速度計測量系，程控電流加矩設備根據標定的加矩電流和加速度關系給液浮加速度計的自檢線圈施加激勵電流，同時對三個測量軸上的重力加速度分量進行補償，星載計算機采集液浮加速度計輸出的加速度值進行姿軌控指令解算并輸出給采集控制設備，采集控制設備將采集到的姿軌控指令發送給動力學仿真機進行下一周期的解算，從而形成閉環測試。

技術領域

本發明屬于飛行器姿軌控系統地面仿真試驗與測試技術領域，具體地說是一種液浮加速度計閉環測試系統及其測試方法。

背景技術

液浮擺式加速度計是飛行器慣性導航和慣性制導系統的基本測量部件之一,主要用于測量飛行器的運動加速度,并通過對加速度積分,求得其速度和位置。加速度模擬設備主要通過離心機和振動臺模擬，離心機建造復雜、代價昂貴，難以用于姿軌控系統地面半物理仿真測試，而振動臺三軸加速度難以模擬在軌飛行器的加速度，無法用于姿軌控系統的半物理仿真。因此，現有姿軌控系統的加速度計的閉環仿真測試主要是通過數字信號和電激勵的方式進行。

通過對液浮擺式加速度計的自檢線圈施加加矩電流激勵加速度計輸出相應的加速度信息。對于變軌飛行器來說，加速度變化范圍較大，因此，對激勵電流的輸出范圍要求也要大。而對液浮加速度計的電流加矩只在有限范圍內存在線性關系，大范圍電流激勵情況下，液浮加速度計的測量輸出和加矩電流存在較嚴重的非線性，且由于液浮加速度計加矩的遲滯特性，使得這種非線性更加嚴重，因此很難用于飛行器在軌高精度的加速度仿真。

同時，在地面仿真測試時，如果液浮加速計的3個測量軸中的任意軸與重力加速度方向一致，則該軸將始終受重力加速度的影響。而相對飛行器在軌加速度而言，地面的重力加速度要大得多，為了抵消重力加速度的影響，對于重力加速度方向測量軸在軌加速度的模擬需要大電流進行補償，導致重力方向的加矩設備和其它2個方向的加矩設備不一致，不便于仿真系統的模塊化和標準化設計，也不符合測試系統互換性的要求，而且長時間大電流加矩容易造成對液浮加速度計自檢激勵繞組線圈的損壞。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種液浮加速度計閉環測試系統，以滿足飛行器姿軌控系統將液浮加速度計接入系統半物理仿真測試環境進行導航和閉環軌控的仿真需求。

為了解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的，提供了一種液浮加速度計閉環測試系統，包括液浮加速度計的安裝工裝、程控電流加矩設備和動力學仿真。液浮加速度計的安裝工裝用于將重力加速度等分到三個測量軸上，動力學仿真機動態生成飛行器慣性坐標系下的加速度，并轉換到液浮加速度計測量系，程控電流加矩設備根據標定的加矩電流和加速度關系給液浮加速度計的自檢線圈施加激勵電流，同時對三個測量軸上的重力加速度分量進行補償，星載計算機采集液浮加速度計輸出的加速度值進行姿軌控指令解算并輸出給采集控制設備，采集控制設備將采集到的姿軌控指令發送給動力學仿真機進行下一周期的解算，從而形成閉環測試。

進一步，安裝工裝底部具有安裝基座，對工裝和液浮加速度計進行支撐；同時，基座三個角分別有安裝定位孔，用于工裝的固定和安裝。

優選地，程控電流加矩設備配置有電流采集卡和加速度采集卡，可實時采集加矩電流和液浮加速度計輸出的加速度值，并可對電流值和加速度值進行非線性擬合和標定；同時，可根據安裝工裝對重力加速度值分配的情況，動態改變程控電流加矩設備重力加速度補償參數，從而抵消重力加速度對液浮加速度計三個測量軸的影響。

本發明的另一方案在于提出一種液浮加速度計閉環測試方法，1）通過安裝工裝將液浮加速度計斜裝，把重力加速度的影響等分到液浮加速度計的三個測量軸，各軸上的重力加速度值分別為：

（1）