[發(fā)明專利]一種基于參量激勵的數(shù)字式速率積分陀螺控制方法和平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611232804.X
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106767747B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周斌;張嶸;宋明亮;侯波
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01C19/5776
• 分類號: G01C19/5776
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

1.一種基于參量激勵的數(shù)字式速率積分陀螺控制方法，包括以下步驟：

1)設(shè)置速率積分陀螺的同向參考量和正交參考量的初始值，同時設(shè)置速率積分陀螺的振動能量的預(yù)設(shè)值；

2)采集速率積分陀螺X軸和Y軸運動輸出電壓數(shù)字量，將X軸和Y軸運動輸出電壓數(shù)字量與檢測部件誤差校正矩陣相乘，得到校正后的X軸和Y軸運動輸出電壓數(shù)字量；

3)根據(jù)速率積分陀螺的同向參考量和正交參考量，將校正后的X軸和Y軸運動輸出電壓數(shù)字量分別進行0°和90°相敏解調(diào)，得到X軸運動同向分量x_i、X軸運動正交分量x_q、Y軸運動同向分量y_i以及Y軸運動正交分量y_q；

4)利用X軸運動同向分量x_i、X軸運動正交分量x_q、Y軸運動同向分量y_i以及Y軸運動正交分量y_q分別計算反映驅(qū)動頻率與陀螺諧振頻率之差的變量Ls，反映陀螺振動能量的變量E，反映陀螺振動角度的變量R和S，以及反映陀螺正交振動的變量Q；

5)將計算得到的反映驅(qū)動頻率與陀螺諧振頻率之差的變量Ls輸入頻率控制環(huán)中，頻率控制環(huán)計算輸出相敏解調(diào)參考信號REF Sin1、參量激勵驅(qū)動電壓相位參考信號REF Sin2和驅(qū)動電壓相位參考信號REF Sin3；

6)將計算得到的反映陀螺振動能量的變量E與速率積分陀螺的振動能量的預(yù)設(shè)值進行比較，得到振動能量誤差ΔE，根據(jù)振動能量誤差ΔE通過振動能量控制算法計算X軸和Y軸參量激勵驅(qū)動信號幅值的數(shù)字量；將參量激勵驅(qū)動電壓相位參考信號REF Sin2進行角度的相位變換，然后分別與X軸和Y軸參量激勵驅(qū)動信號幅值的數(shù)字量相乘，得到X軸和Y軸參量激勵驅(qū)動信號中間值；再將X軸和Y軸參量激勵驅(qū)動信號中間值與參量驅(qū)動裝置誤差校正矩陣相乘，得到X軸和Y軸參量激勵驅(qū)動電壓數(shù)字量，并分別輸出給速率積分陀螺的X軸和Y軸參量驅(qū)動裝置；

7)根據(jù)計算得到的反映陀螺振動角度的變量R和S，計算陀螺的振動角度；根據(jù)陀螺振動角度，計算陀螺振動角度的正弦值和余弦值；

8)根據(jù)反映陀螺正交振動的變量Q，通過正交振動控制算法計算正交抑制驅(qū)動電壓幅值的數(shù)字量，將正交抑制驅(qū)動電壓幅值的數(shù)字量與陀螺振動角度的正弦值和余弦值分別相乘，得到正交抑制驅(qū)動電壓X軸和Y軸分量的幅值；將驅(qū)動電壓相位參考信號REF Sin3進行0°相位變換，然后分別與正交抑制驅(qū)動電壓X軸和Y軸分量的幅值相乘，得到X軸和Y軸驅(qū)動信號中間值；再將X軸和Y軸驅(qū)動信號中間值與驅(qū)動裝置誤差校正矩陣相乘，得到X軸和Y軸驅(qū)動電壓數(shù)字量，并分別輸出給速率積分陀螺的X軸和Y軸驅(qū)動裝置；

9)將頻率控制環(huán)輸出的相敏解調(diào)參考信號REF Sin1分別進行0°和90°相位變換后作為下一采樣時刻速率積分陀螺的同向參考量和正交參考量，返回步驟2)；如此循環(huán)控制，實現(xiàn)對速率積分陀螺的閉環(huán)控制。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于參量激勵的數(shù)字式速率積分陀螺控制方法，其特征在于，所述步驟2)中的檢測部件誤差校正矩陣的數(shù)學(xué)形式為2×2矩陣，矩陣每一項通過實驗確定。