[發明專利]一種諧振式陀螺閉環控制方法與系統

有效

• 申請號: 202010416651.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111578923B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 肖定邦;吳學忠;許一;李青松;張勇猛;周鑫;侯占強;卓明;王鵬;路闊;孫江坤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01C19/5719
• 分類號: G01C19/5719;G01C25/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種諧振式陀螺閉環控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，驅動模態下，采集表征陀螺儀驅動方向振動位移的第一信號輸入驅動環路；檢測模態下，采集表征陀螺儀檢測方向振動位移的第二信號輸入檢測環路；

步驟2，第一信號經轉換和解調、閉環控制、調制生成驅動控制信號輸入驅動電極以激勵諧振子在驅動方向恒幅振動；

第二信號分成兩路，一路經正交解調處理后生成控制信號輸入正交誤差修調電極以抑制正交誤差信號；另一路經力平衡環路解調處理后生成角速度檢測信號即陀螺輸出信號，將陀螺輸出信號與校正解調信號疊加得到帶擾動的反饋力信號；

步驟3，對經正交誤差抑制環路解調后的信號及經力平衡環路解調后的信號分別進行信號解調和幅值提取運算；對所述幅值進行運算獲得標度補償信號；將角速度檢測信號與所述校正解調信號疊加后與標度補償信號進行幅值運算，得到的信號輸入檢測電極中，標度補償信號的大小控制帶擾動反饋力信號的幅值，以實現對陀螺儀的標度因數自動補償；

所述步驟3包括以下步驟：

步驟31，處理后的第二信號經正交解調器解調后生成正交輸入信號，處理后的第二信號經同相解調器解調后生成同相輸入信號；

步驟32，同時輸入同相解調信號及正交解調信號，分別對所述正交輸入信號及同相輸入信號解調后生成四個幅值；

步驟33，對四個幅值分別進行乘法、濾波、乘法運算后求和作為最終幅值提??；

步驟34，對所述幅值進行以預設值為目標的PID控制運算獲得標度補償信號并輸出；

步驟35，將角速度檢測信號與所述校正解調信號疊加后與標度補償信號進行乘法運算輸入檢測電極，以實現對陀螺儀的標度因數自動補償；

所述步驟35包括以下步驟：

步驟351，輸入與同相解調信號及正交解調信號頻率均相同的調制激勵信號與角速度檢測信號疊加得到帶擾動的反饋力信號；

步驟352，將帶擾動的反饋力信號與標度補償信號進行乘法運算；

步驟353，運算后的信號經檢測調制、轉換后輸入檢測電極。

2.如權利要求1所述的諧振式陀螺閉環控制方法，其特征在于，所述步驟32包括以下步驟：

步驟321，同相解調信號對正交輸入信號進行同相同頻解調生成第一幅值；

步驟322，同相解調信號對同相輸入信號進行同相同頻解調生成第二幅值；

步驟323，正交解調信號對正交輸入信號進行90度相位差同頻解調生成第三幅值；

步驟324，正交解調信號對同相輸入信號進行90度相位差同頻解調生成第四幅值。

3.如權利要求2所述的諧振式陀螺閉環控制方法，其特征在于，所述步驟33包括以下步驟：

步驟331，對第一幅值依次進行一次乘法、濾波、二次乘法運算獲得第五幅值；

步驟332，對第二幅值依次進行一次乘法、濾波、二次乘法運算獲得第六幅值；

步驟333，對第三幅值依次進行一次乘法、濾波、二次乘法運算獲得第七幅值；

步驟334，對第四幅值依次進行一次乘法、濾波、二次乘法運算獲得第八幅值；

步驟335，將第五幅值、第六幅值、第七幅值、第八幅值相加獲得最終幅值以供提取。