[發明專利]一種全角半球諧振陀螺阻尼不均勻的補償控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110902672.1
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113587954B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 張晶泊;賈祥偉;曲天良
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C19/5691
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.一種全角半球諧振陀螺阻尼不均勻的補償控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、消除激勵半球諧振子起振時，電極產生的檢測增益誤差、角度偏差、驅動力增益誤差以及角度偏差；

S2、通過掃頻信號施加激勵電壓到半球諧振子上，半球諧振子受激進入二階四波腹振型諧振狀態，將四對電極分為驅動電極和檢測電極，實現交替切換半球諧振子的驅動電極工作于驅動狀態以及檢測電極工作于檢測狀態；

S3、采集模擬信號，并將模擬信號轉換為數字信號，作為檢測電極的兩個檢測信號；

S4、將檢測電極的兩個檢測信號與解調參考信號進行乘法解調；

S5、根據陀螺的振型狀態辨識幅值控制、正交控制、鎖相環控制的誤差參數以及進動角θ；

S6、基于幅值控制回路、正交控制回路、鎖相環控制回路，將誤差參量維持在允許誤差范圍內；

S7、計算補償力數值，根據幅值控制回路方程擬合出Δ(1/τ)和θ_τ參量及駐波進動誤差方程解算出補償力，并對補償力進行實時更新；

S8、消除比例因子誤差Δ_SF和殘留的正余弦誤差Ω_b，將誤差在整個周期上進行積分消除；

S9、將維持在允許誤差范圍內的誤差參數調制合成驅動電極上的驅動信號；

S10、將驅動信號的數字量轉換為模擬量，合成的直流和交流電壓經過高壓放大部分后直接施加到施力電極上，產生的靜電力對半球諧振陀螺諧振子進行驅動控制。

2.根據權利要求1所述的全角半球諧振陀螺阻尼不均勻的補償控制方法，其特征在于，所述步驟S2中：

所述驅動電極包括0°驅動電極和45°驅動電極，用于為諧振子振動提供所需要的能量；

所述檢測電極包括90°檢測電極和135°檢測電極，用于測量半球諧振子進動角的變化。

3.根據權利要求1所述的全角半球諧振陀螺阻尼不均勻的補償控制方法，其特征在于，所述步驟S4的具體實現過程如下：

S41、假設90°檢測電極和135°檢測電極檢測出的信號分別為x和y，假設兩個解調參考信號分別為V_c和V_s；

S42、將兩個檢測電極出來的信號x和y與同頻同相的兩個解調參考信號V_c和V_s進行乘法解調，如下：

V_c＝2×cos(ωt+φ)

V_s＝2×sin(ωt+φ)

C_x＝LPF(V_c×x)

C_y＝LPF(V_c×y)

S_x＝LPF(V_s×x)

S_y＝LPF(V_s×y)

其中，ω表示諧振頻率，φ表示解調參考信號與真實諧振信號的相位差，根據上式得到四個慢變信號C_x、C_y、S_x、S_y。