[發(fā)明專(zhuān)利]一種速率積分型振動(dòng)陀螺的誤差補(bǔ)償方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110348006.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113074756B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖定邦;吳學(xué)忠;張勇猛;席翔;李青松;盧坤;孫江坤;余升;王鵬;路闊;苗桐僑;石巖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C25/00;G01C19/5776
• 代理公司: 長(zhǎng)沙國(guó)科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種速率積分型振動(dòng)陀螺的誤差補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法包括：

構(gòu)建陀螺運(yùn)動(dòng)方程；所述陀螺運(yùn)動(dòng)方程包括幅值控制環(huán)路動(dòng)態(tài)方程、正交控制環(huán)路動(dòng)態(tài)方程、角度控制環(huán)路動(dòng)態(tài)方程以及相位控制環(huán)路動(dòng)態(tài)方程；

根據(jù)所述陀螺運(yùn)動(dòng)方程采用速率積分控制策略使陀螺工作在速率積分模式；

通過(guò)正交控制環(huán)路將正交誤差抑制為0，當(dāng)正交控制環(huán)路穩(wěn)定時(shí)，得到正交控制力輸出，并在不同特定振型角下通過(guò)檢測(cè)正交控制力，得到剛度誤差信號(hào)；通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)頻電壓和調(diào)軸電壓，使所述正交控制力輸出為零，實(shí)現(xiàn)對(duì)剛度誤差的補(bǔ)償；

將振型角控制在90°并保持，通過(guò)改變幅值控制環(huán)路動(dòng)態(tài)方程的目標(biāo)值，并檢測(cè)振型角，得到陀螺的電極角度誤差信號(hào)；調(diào)節(jié)信號(hào)偏轉(zhuǎn)器的補(bǔ)償角度值，使得改變幅值控制環(huán)路動(dòng)態(tài)方程的目標(biāo)控制值時(shí)振型角不發(fā)生抖動(dòng)，則實(shí)現(xiàn)對(duì)電極角度誤差的補(bǔ)償；

在電極角度誤差補(bǔ)償完成后，通過(guò)檢測(cè)陀螺在恒速自進(jìn)動(dòng)下角速度輸出，得到陀螺的電極間隙誤差信號(hào)；通過(guò)調(diào)節(jié)增益控制器的增益配比使陀螺角速度輸出的波動(dòng)幅值不隨陀螺自進(jìn)動(dòng)角速度的變化而變化時(shí)，則實(shí)現(xiàn)對(duì)電極間隙誤差的補(bǔ)償；

在相同外界角速度輸入情況下，檢測(cè)一對(duì)速率積分型振動(dòng)陀螺的角速度輸出以及角度輸出，根據(jù)角度增益和檢測(cè)得到的角速度輸出和角度輸出，采用最小二乘法，得到陀螺的阻尼誤差系數(shù)；根據(jù)阻尼誤差系數(shù)以及實(shí)時(shí)測(cè)得的振型角，得到與振型角相關(guān)的角度控制力；將所述角度控制力輸入到控制力合成器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)阻尼誤差的補(bǔ)償。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)正交控制環(huán)路將正交誤差抑制為0，當(dāng)正交控制環(huán)路穩(wěn)定時(shí)，得到正交控制力輸出，并在不同特定振型角下通過(guò)檢測(cè)正交控制力，得到剛度誤差信號(hào)；通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)頻電壓和調(diào)軸電壓，使所述正交控制力輸出為零，實(shí)現(xiàn)對(duì)剛度誤差的補(bǔ)償，包括：

通過(guò)正交控制環(huán)路將正交誤差抑制為0，當(dāng)正交控制環(huán)路穩(wěn)定時(shí)，得到正交控制力輸出；正交控制環(huán)路穩(wěn)定時(shí)正交控制力輸出表達(dá)式為：

其中E表示能量，ω表示諧振頻率，θ表示振型角，Δω和θ_ω分別表示剛度誤差中的頻率裂解和主剛度軸偏角；

將振型角控制在0°并保持，通過(guò)檢測(cè)正交控制力得到含有主剛度軸偏角信息的剛度誤差信號(hào)，并通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)軸電壓使正交控制力輸出為0，實(shí)現(xiàn)剛度軸對(duì)準(zhǔn)；

將振型角控制在45°并保持，通過(guò)檢測(cè)正交控制力得到含有頻率裂解信息的剛度誤差信號(hào)，并通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)頻電壓使正交控制力輸出為0，實(shí)現(xiàn)模態(tài)匹配。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將振型角控制在90°并保持，通過(guò)改變幅值控制環(huán)路動(dòng)態(tài)方程的目標(biāo)值，并檢測(cè)振型角，得到陀螺的電極角度誤差信號(hào)；調(diào)節(jié)信號(hào)偏轉(zhuǎn)器的補(bǔ)償角度值，使得改變幅值控制環(huán)路動(dòng)態(tài)方程的目標(biāo)控制值時(shí)振型角不發(fā)生抖動(dòng)，則實(shí)現(xiàn)對(duì)電極角度誤差的補(bǔ)償，包括：

將振型角控制在90°并保持；當(dāng)存在電極角度誤差時(shí)，幅值控制力將耦合到角度控制環(huán)路中，得到真實(shí)的角度控制力；所述真實(shí)的角度控制力的表達(dá)式為：

f′_qs＝f_qs+f_assinβ

其中：f′_qs代表真實(shí)的角度控制力，β代表電極角度誤差，f_qs代表施加的角度控制力，f_as代表施加的幅值控制力；

改變幅值控制環(huán)路的目標(biāo)值，并檢測(cè)振型角；

根據(jù)檢測(cè)到的振型角的抖動(dòng)幅值，得到陀螺的電極角度誤差信號(hào)；

調(diào)節(jié)信號(hào)偏轉(zhuǎn)器的補(bǔ)償角度值，使得改變幅值控制環(huán)路的目標(biāo)控制值時(shí)振型角不發(fā)生抖動(dòng)，則實(shí)現(xiàn)對(duì)電極角度誤差的補(bǔ)償。