[發(fā)明專利]一種儀表冗余慣性平臺系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710324365.3
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107255477B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設計）人: 魏宗康;鄧超;耿克達;胡光龍;劉奇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01C21/18
• 分類號: G01C21/18
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明涉及一種儀表冗余慣性平臺系統(tǒng)，包括臺體和臺體上安裝的陀螺儀組合，陀螺儀組合包括3個正交安裝的單自由度積分陀螺儀和1個兩自由度動力調(diào)諧陀螺儀，3個正交安裝的單自由度積分陀螺儀控制臺體的軸端電機，使臺體穩(wěn)定在慣性空間，兩自由度動力調(diào)諧陀螺儀測量臺體相對慣性空間的角速度，經(jīng)過姿態(tài)更新后實時給出臺體相對慣性空間的姿態(tài)，臺體上還包括加速度計組合，加速度計組合包括4個石英加速度計，其中3個石英加速度計正交安裝構(gòu)成加速度計輸入軸坐標系，第4個石英加速度斜置安裝，該慣性平臺系統(tǒng)具有全姿態(tài)、大機動、高可靠、高精度的優(yōu)點，可以滿足載體的全姿態(tài)運動的使用要求。

技術領域

本發(fā)明涉及一種儀表冗余慣性平臺系統(tǒng)，尤其涉及一種適應載體全姿態(tài)機動運行的慣性平臺系統(tǒng)，可適用于要求全姿態(tài)的彈道導彈、巡航導彈、戰(zhàn)斗機等，屬于慣性測量技術領域。

背景技術

在彈道導彈或戰(zhàn)斗機等要求大機動的載體上，高精度慣性平臺系統(tǒng)的陀螺儀目前采用液浮陀螺儀、靜壓液浮陀螺儀、三浮陀螺儀和動力調(diào)諧陀螺儀，平臺框架結(jié)構(gòu)為兩框架三軸形式或三框架四軸形式。

在中國宇航出版社《慣性器件》公開的平臺方案中，都采用3個單自由度積分陀螺儀方案或2個兩自由度動力調(diào)諧陀螺儀方案，這種方案的優(yōu)點是儀表配置簡單，結(jié)構(gòu)不復雜，但其缺點是不能滿足載體的全姿態(tài)運動，比如，兩框架三軸平臺在內(nèi)框架角度工作于90°時或三框架四軸平臺的外框架角度工作于90°時，都會引起框架鎖定，從而引起臺體相對慣性空間轉(zhuǎn)動。

為避免框架鎖定的發(fā)生，目前的解決方案是限制載體的運動軌跡，比如，彈道式導彈的軌跡為拋物線，其偏航角變化不大，因此，可使兩框架三軸平臺的內(nèi)框架角敏感載體的偏航角。

但是，這種限制載體軌跡的方案越來越不能滿足大機動、快速響應的發(fā)展趨勢，為此，迫切需要研究慣性平臺不受載體運動影響的全姿態(tài)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種儀表冗余慣性平臺系統(tǒng)，該慣性平臺系統(tǒng)具有全姿態(tài)、大機動、高可靠、高精度的優(yōu)點，可以滿足載體的全姿態(tài)運動的使用要求。

本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現(xiàn)的：

一種儀表冗余慣性平臺系統(tǒng)，包括臺體和臺體上安裝的陀螺儀組合，其特征在于：所述陀螺儀組合包括3個正交安裝的單自由度積分陀螺儀和1個兩自由度動力調(diào)諧陀螺儀，所述3個正交安裝的單自由度積分陀螺儀控制臺體的軸端電機，使臺體穩(wěn)定在慣性空間，所述1個兩自由度動力調(diào)諧陀螺儀測量臺體相對慣性空間的角速度，經(jīng)過姿態(tài)更新后實時給出臺體相對于慣性坐標系的坐標變化矩陣。

在上述慣性平臺系統(tǒng)中，所述臺體上還包括加速度計組合，所述加速度計組合包括4個石英加速度計，其中3個石英加速度計正交安裝構(gòu)成加速度計輸入軸坐標系，第4個石英加速度計在所述加速度計輸入軸坐標系中斜置安裝；所述加速度計輸入軸坐標系與臺體坐標系OX_PY_PZ_P重合。

在上述慣性平臺系統(tǒng)中，所述第4個斜置安裝的石英加速度計的輸入軸與其他3個石英加速度計的輸入軸的夾角相同。

在上述慣性平臺系統(tǒng)中，所述夾角的余弦值的絕對值為

在上述慣性平臺系統(tǒng)中，所述3個正交安裝的單自由度積分陀螺儀，其中1個陀螺儀的輸入軸與臺體坐標系OX_PY_PZ_P中的臺體軸Z_P平行，另外2個陀螺儀的輸入軸分別與臺體軸Z_P垂直且二者相互垂直，構(gòu)成陀螺儀組合輸入軸坐標系。

在上述慣性平臺系統(tǒng)中，所述兩自由度動力調(diào)諧陀螺儀的自轉(zhuǎn)軸與臺體坐標系OX_PY_PZ_P中的臺體軸Z_P平行，2個輸入軸分別與其中2個單自由度積分陀螺儀的輸入軸平行。