[發明專利]一種高帶寬高精度速率積分陀螺模擬器實現方法

有效

• 申請號: 202010414295.2
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111637876B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 豐平;嚴欣穎;斯祝華;于嘉茹;孫旻昊
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C19/00
• 分類號: G01C19/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

1.一種高帶寬高精度速率積分陀螺模擬器實現方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、陀螺模擬器對測量的角度進行累計，每當累計角度到達閾值角度δ_p時，即輸出一個角度脈沖；設置當量e；通過當量e對閾值角度δ_p進行量化，計算角度脈沖量化值Q_p；

步驟二、測量陀螺模擬器當前角速度為w；設定陀螺模擬器中計時器的一個時鐘周期為T；通過當量e對一個時鐘周期T內陀螺模擬器的積分角度進行量化，計算一個時鐘周期T內陀螺模擬器積分角度量化值Q_c；

步驟三、計算陀螺模擬器積分角度隨周期的累加值Q_n；積分角度隨周期的累加值Q_n的計算方法為：

Q_n＝Q_n-1+Q_c

式中，Q_n-1為上一個周期積分角度的累加值；

Q_c為陀螺模擬器積分角度積分量化值；

Q_n的初始值為0；

步驟四、將角度脈沖量化值Q_p、陀螺模擬器積分角度積分量化值Q_c和陀螺模擬器積分角度隨周期的累加值Q_n均用補碼表示；

步驟五、陀螺模擬器中的比較器對Q_p和Q_n進行比較；根據比較結果，比較器不動作并繼續下一個時鐘周期的陀螺模擬器積分角度累計；或比較器輸出一個角度脈沖，重復步驟二至步驟四，進入下一個循環；實現陀螺模擬器的角度脈沖的輸出；

比較器對Q_p和Q_n進行比較的具體方法為：

S1、當-Q_p＜Q_n＜Q_p時，比較器不動作，并繼續下一個時鐘周期的陀螺模擬器積分角度累計；

S2、否則，比較器輸出一個脈沖，重復步驟二至步驟四，進入下一個循環；

所述步驟五的S2中，當Q_n≥Q_p時，比較器輸出一個角度正脈沖；且將積分角度隨周期的累加值Q_n更新為Q_n＝Q_n+(-Q_p)，重復步驟二至步驟四，進入下一個循環；

所述步驟五的S2中，當Q_n≤-Q_p時，比較器輸出一個角度負脈沖；且將積分角度隨周期的累加值Q_n更新為Q_n＝Q_n+(-Q_p)，重復步驟二至步驟四，進入下一個循環。

2.根據權利要求1所述的一種高帶寬高精度速率積分陀螺模擬器實現方法，其特征在于：所述步驟一中，當量e設定方法為：當量e滿足e≤εδ_p；其中，ε為量化相對誤差，ε≤1×10^-3％。

3.根據權利要求2所述的一種高帶寬高精度速率積分陀螺模擬器實現方法，其特征在于：所述步驟一中，角度脈沖量化值Q_p的計算方法為：

Q_p＝int(δ_p/e)

式中，int(*)為向下取整數。

4.根據權利要求3所述的一種高帶寬高精度速率積分陀螺模擬器實現方法，其特征在于：所述步驟二中，一個時鐘周期T內陀螺模擬器積分角度量化值Q_c的計算方法為：

Q_c＝int(w×T/e)。

5.根據權利要求4所述的一種高帶寬高精度速率積分陀螺模擬器實現方法，其特征在于：所述步驟二中，時鐘周期T的設定規則為：以最大角速度ω_max輸入時，陀螺模擬器一個時鐘周期T內的角度積分小于閾值角度δ_p的十分之一，即