[發明專利]一種慣性測量單元陀螺位置補償方法

有效

• 申請號: 202011368932.3
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112683303B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 米秀秀;郇光周;王文麗;王夢楠;許晨光
• 申請（專利權）人: 西安航天三沃機電設備有限責任公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

本發明公開了一種慣性測量單元陀螺位置補償方法，第一步：利用加計零偏計算方法和陀螺零偏計算方法對單個陀螺進行G敏感標定；第二步：對標定過G敏感的單個陀螺進行全量程標校；第三步：重復第一、第二步驟對三個陀螺分別進行處理；第四步：使用單點解耦的方式，對三個陀螺進行陀螺之間的交叉解耦。本發明基于MATLAB平臺進行了仿真計算，并使用自研的慣性測量單元在單軸轉臺上進行了試驗驗證。本發明可使產品同時提升陀螺非線性度、陀螺交叉耦合、線加速度引起的陀螺漂移三個指標性能。

技術領域

本發明涉及慣性測量單元，具體涉及對慣性測量單元陀螺位置進行補償的方法。

背景技術

慣性測量單元是以陀螺儀和加速度計為基本的慣性測量元件，其中，陀螺儀敏感載體相對慣性空間的角速度，通過角速率補償和積分運算為加速度計提供測量基準；加速度計則敏感載體相對慣性空間的線性運動信息，通過坐標變換和加速度補償，得到載體相對地球的加速度，進而由積分運算得到載體的速度和位置。

慣性測量單元在生產過程中，需要同時解決陀螺非線性度、陀螺交叉耦合、線加速度引起的陀螺漂移三個指標要求。傳統的標校方法為6位置標校法，使用一次最小二乘法同時解決7個問題即：加速度計與加速度計之間的交叉耦合，陀螺對加速度計的交叉耦合，加速度計對陀螺的交叉耦合，陀螺與陀螺之間的交叉耦合，陀螺的零偏，加計的零偏，陀螺的非線性度。實際使用時，往往結果很不理想。

發明內容

本發明的目的是提供一種慣性測量單元陀螺位置補償方法，不再采用單一的一次最小二乘法，而是分步進行，區分權重，分步標定。本發明基于MATLAB平臺進行了仿真計算，并使用自研的慣性測量單元在單軸轉臺上進行了試驗驗證。本發明可使產品同時提升陀螺非線性度、陀螺交叉耦合、線加速度引起的陀螺漂移三個指標性能。

慣性測量單元是導彈的重要組成部分，它依據內置的3個角速率陀螺、3個加速度計，敏感載體姿態的運動角速率和過載情況，并通過內部計算機進行溫度補償、標校，為控制計算機提供輸入。

本發明的技術方案是，一種慣性測量單元陀螺位置補償方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步：對單個陀螺進行G敏感標定；

第二步：對標定過G敏感的單個陀螺進行全量程標校；

第三步：重復1、2步驟對三個陀螺分別進行處理；

第四步：使用單點解耦的方式，對三個陀螺進行陀螺之間的交叉解耦。

本發明特點和效果

為了對比直接標定、分段標定、分步標定(本發明新方法)，將三組指標均列出，從表中可以看出，相較于直接標定，分段標定可以解決線加速度引起的漂移問題，但是對于交叉解耦方面表現欠佳，而本發明方法可以同時滿足非線性度、交叉耦合、線加速度引起的漂移三個指標要求。

附圖說明

圖1是本發明標校流程圖。

具體實施方式

慣性測量單元是導彈的重要組成部分，它依據內置的3個角速率陀螺、3個加速度計，敏感載體姿態的運動角速率和過載情況，并通過內部計算機進行溫度補償、標校，為控制計算機提供輸入。

1陀螺G敏感補償

1.1補償原理

加速度會對陀螺的角速度輸出造成影響，需要進行補償。以X軸陀螺為例，根據陀螺與加速度計的耦合關系，陀螺與加速度計的耦合模型為：WX＝WX_G+KX_G*AX+BX_G