一種高動態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法
【專利摘要】一種高動態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法，該方法包括：（1）根據高動態(tài)角速率陀螺儀的核心三維敏感結構的振動機理，建立其等效動力學模型；（2）在等效動力學模型的基礎上，分析高動態(tài)角速率陀螺儀正交誤差的產生機理；（3）針對正交誤差產生機理，設計閉環(huán)控制環(huán)路以及相應的控制器；（4）調節(jié)控制器參數，使其達到理想的控制效果。本發(fā)明采用理論推導、仿真分析和試驗調試三者結合的方法，很好地解決了高動態(tài)角速率陀螺的正交誤差控制問題，為高動態(tài)角速率陀螺的電路系統(tǒng)設計及控制算法設計提供了參考依據。
【專利說明】-種高動態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于固態(tài)振動巧螺【技術領域】，具體涉及一種高動態(tài)角速率巧螺正交誤差控 制方法。

【背景技術】
[0002] 專利號為；ZL201010215745. 1，發(fā)明名稱為；鐘形振子式角速率巧螺的專利申請 提出了一種新型的高動態(tài)角速率巧螺，它是基于高動態(tài)環(huán)境下的特定需求而設計的一種諧 振子結構類似于中國古代大鐘的固態(tài)振動巧螺。該巧螺利用處于高頻諧振的對稱殼體中 受激勵駐波的哥氏效應來敏感角運動的測量。它除了繼承固態(tài)振動巧螺所有慣性品質外， 還具有抗高振動、高沖擊、高過載等高動態(tài)環(huán)境的獨特性能，該是其它任何巧螺所無法比擬 的，具有廣闊的應用前景。
[0003] 和已有各種巧螺儀一樣，提高零偏穩(wěn)定性、消除誤差和漂移是一項重要而艱苦的 任務。對于高動態(tài)角速率巧螺而言，正交誤差是最大的誤差來源，必須通過有效措施進行補 償或修正。已有的研究工作和成果雖然具有一定的借鑒意義，但由于高動態(tài)角速率巧螺的 振動機理、驅動方式、檢測方法等都與現有巧螺有較大不同，使得動力學模型、正交誤差機 理、W及基于此誤差機理設計的控制環(huán)路都會有很大的不同，尤其是在控制環(huán)路的輸入輸 出變量選取、控制信號的提取方式、控制器參數的調節(jié)方法上，必須具有針對性和唯一性， 而不能借鑒現有成果。需要說明的是，正交誤差項的區(qū)別不只是體現在個別參數的差異上， 也不能通過某些參數設置的修改就可使之與現有技術相一致。歸根到底還是由于高動態(tài)角 速率巧螺與現有巧螺在工作機理、驅動檢測方式上的差異造成的，該是二者固有的、本質的 差別。綜上所述，迫切需要研發(fā)一種適用于高動態(tài)角速率巧螺的正交誤差控制方法。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了消除高動態(tài)角速率巧螺的正交誤差，提供了一種適用于高動 態(tài)角速率巧螺的正交誤差控制方法。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是： 一種高動態(tài)角速率巧螺正交誤差控制方法，包括W下步驟： 步驟1，根據高動態(tài)角速率巧螺儀的振動機理，建立其等效動力學模型； 步驟2,在等效動力學模型的基礎上，分析其正交誤差產生機理； 步驟3,針對正交誤差模型，設計控制環(huán)路W及控制器； 步驟4,調節(jié)控制器參數，使其達到理想的控制效果。
[0006] 步驟1中，所述等效動力學模型為：

【權利要求】
1. 一種高動態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法，其特征在于：包括以下步驟， 步驟1，根據高動態(tài)角速率陀螺的振動機理，建立其等效動力學模型； 步驟2,在等效動力學模型的基礎上，分析其正交誤差產生機理； 步驟3,針對正交誤差產生機理，設計控制環(huán)路以及控制器； 步驟4,調節(jié)控制器參數，使其達到理想的控制效果。
2. 根據權利要求1所述的高動態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法，其特征在于：步驟1 中所述的等效動力學模型為：
3. 根據權利要求1所述的高動態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法，其特征在于：步驟2 中所述的正交誤差產生機理為諧振子頻率裂解的存在，對諧振子檢測模態(tài)的輸出信號造成 影響；影響機理為：
通過設計正交控制回路來消除。
4.根據權利要求1所述的高動態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法，其特征在于： 控制器采用經典的PID控制；輸出信號送入調制器中，將調制后得到的控制信號 JsimAp(3-11)施加到另一個正交控制電極上，完成一個閉環(huán)的正交控制回路。
【文檔編號】G01C19/5691GK104501793SQ201410713351
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權日:2014年12月1日
【發(fā)明者】蘇中, 馬曉飛, 付夢印, 李擎 申請人:北京信息科技大學, 北京理工大學