[發明專利]具有原位偏差自校準的高帶寬科里奧利振動陀螺儀(CVG)

有效

• 申請號: 201610015997.7
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105783899B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: J·Y·劉
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G01C19/5649
• 分類號: G01C19/5649;G01C25/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;徐東升

本申請公開一種用于確定科里奧利振動陀螺儀即CVG的偏差補償的慣性旋轉速度的方法。該方法包含：確定CVG正在操作的初始模式；獲得來自從先前的模式轉換周期的平均未補償的慣性旋轉速度測量值；獲得來自先前的模式轉換周期的平均未補償的偏差測量值；確定給定軸線的AGC模式和FTR模式之間的第一轉換；基于確定的第一轉換和來自先前的模式轉換周期的平均未補償的偏差測量值計算CVG的第一偏差估計；以及基于計算的第一偏差和來自先前的模式轉換周期的平均未補償的慣性旋轉速度測量值通過處理器計算CVG的第一偏差補償的慣性旋轉速度。

技術領域

本公開總體涉及科里奧利振動陀螺儀，且具體地涉及用于電子地補償科里奧利振動陀螺儀的偏差的方法和裝置。

背景技術

陀螺儀用于測量和/或維持方向。如本文中所用的，“陀螺儀”是經配置以檢測和測量目標相對于慣性參考系的角運動的傳感器。進一步地，如本文中所用的，“慣性參考系”可以是非加速的坐標系或一組軸線。換言之，慣性參考系是在其內牛頓第一運動定律為正確的參考系。牛頓第一運動定律闡明物體的速度保持恒定，除非外力作用于物體。

科里奧利振動陀螺儀(“CVG”)經配置以被驅動為沿第一軸線振動。當科里奧利振動陀螺儀圍繞并未與驅動軸線共校準(例如，垂直于驅動軸線)的固定輸入軸線旋轉時，沿第一軸線的振動產生科里奧利力，該科里奧利力引起沿第二軸線的振動。這些振動可以被測量并用于確定科里奧利振動陀螺儀圍繞固定輸入軸線旋轉的角速度。

然而，偏差可以有助于角速度的測量。偏差可以是由于諸如，例如但不限于，溫度、部件不一致和其它合適因素的因素引起的測量誤差。在陀螺儀的制造期間這些陀螺儀的校準可以比期望的更不精確。

例如，相比于大量的實時數據，在制造過程期間這些陀螺儀的校準可以使用測試數據。特別地，這些校準技術可能未考慮陀螺儀正被操作的環境中的溫度和/或從陀螺儀被制造的時間處開始可以隨時間而形成的不一致的影響。進一步地，用于補償這種偏差的一些當前可用的系統可能無法將這些振動測量值的偏差減小至選擇公差內。

因而，將期望具有考慮上述問題中的一個或多個以及可能的其它問題的方法和裝置。

發明內容

根據本公開的各個方面，公開了用于確定科里奧利振動陀螺儀(“CVG”)的偏差補償的慣性旋轉速度的方法。CVG包含振動構件、控制器、耦接至振動構件并圍繞CVG的驅動軸線布置的第一致動器和耦接至振動構件并圍繞CVG的感測軸線布置的第二致動器，其中驅動軸線和感測軸線在模態參考系中彼此正交且其中第一致動器控制信號和第二致動器控制器信號可操作地在自動增益控制(“AGC”)模式和力再平衡(“FTR”)模式之間切換。該方法能夠包含：確定CVG正在操作的初始模式；獲得來自先前模式轉換周期的平均未補償的慣性旋轉速度測量值；獲得來自先前模式轉換周期的平均未補償的偏差測量值；確定給定軸線的AGC模式和FTR模式之間的第一轉換；基于確定的第一轉換和來自先前模式轉換周期的平均未補償的偏差測量值計算CVG的第一偏差估計；以及通過處理器，基于計算的第一偏差和來自先前模式轉換周期的平均未補償的慣性旋轉速度測量值來計算CVG的第一偏差補償的慣性旋轉速度。

在一些方面中，該方法進一步包含：確定給定軸線的AGC模式和FTR模式之間的第二轉換；基于確定的第二轉換和來自先前模式轉換周期的平均未補償的偏差測量值計算CVG的第二偏差估計；以及基于計算的第二偏差和來自先前模式轉換周期的平均未補償的慣性旋轉速度測量值計算CVG的第二偏差補償的慣性旋轉速度。

在一些方面中，該方法進一步包含：提供信號以控制給定軸線的AGC模式和FTR模式之間的轉換。

在一些方面中，信號可操作地切換第一致動器控制信號和第二致動器控制信號。

在一些方面中，第一偏差基于來自在第二軸線和第一軸線上操作的FTR模式的FTR測量值而被計算。