一種雙饋回路陀螺調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種陀螺調(diào)制方法，將陀螺安裝在雙軸轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)上，通過(guò)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)帶 動(dòng)陀螺繞水平軸和方位軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，利用雙軸轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)周期性的旋轉(zhuǎn)可以對(duì)陀螺的常值漂 移和標(biāo)度因數(shù)非線性等誤差進(jìn)行有效調(diào)制，從而使陀螺能夠在使用中得到更好的使用精 度。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前很多高精度的慣性技術(shù)系統(tǒng)中，都是通過(guò)采用高精度的陀螺來(lái)保證精度。但 生產(chǎn)高精度的陀螺難度較大，同時(shí)使用成本也高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種雙饋回路陀螺調(diào)制方法。它方法簡(jiǎn)單， 體積小，控制精度高。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:采用內(nèi)回路速度環(huán)和外回路位置環(huán) 構(gòu)成的二環(huán)伺服系統(tǒng)對(duì)三軸框架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和定位，針對(duì)單軸旋轉(zhuǎn)和雙軸旋轉(zhuǎn)對(duì)陀螺的調(diào)制 的優(yōu)缺點(diǎn)，采用單、雙軸交替旋轉(zhuǎn)方案進(jìn)行調(diào)制。將被測(cè)試系統(tǒng)相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，使慣 性器件常值偏差沿著導(dǎo)航系呈周期性變化，在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)使常值漂移引起的誤差相互 抵消，此時(shí)的漂移不再引起誤差的發(fā)散。
[0005] 本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，體積小，控制精度高。
【具體實(shí)施方式】
[0006] 組成及基本原理:整體系統(tǒng)主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三軸框架結(jié)構(gòu)、陀螺和電路板組成。
[0007] 采用內(nèi)回路速度環(huán)和外回路位置環(huán)構(gòu)成的二環(huán)伺服系統(tǒng)對(duì)三軸框架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和 定位，針對(duì)單軸旋轉(zhuǎn)和雙軸旋轉(zhuǎn)對(duì)陀螺的調(diào)制的優(yōu)缺點(diǎn)，采用單、雙軸交替旋轉(zhuǎn)方案進(jìn)行調(diào) 制。將被測(cè)試系統(tǒng)相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，使慣性器件常值偏差沿著導(dǎo)航系呈周期性變化，在 一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)使常值漂移引起的誤差相互抵消，此時(shí)的漂移不再引起誤差的發(fā)散。
[0008] 所述的單軸旋轉(zhuǎn)次序:0°-90°-180°--90°四次序旋轉(zhuǎn)。
[0009] 所述的雙軸旋轉(zhuǎn)次序:〇° -90° 4180° 4-90°交替八次序旋轉(zhuǎn)。
[0010] 陀螺漂移偏置的調(diào)制：由于八次序的停止位置對(duì)稱且停止時(shí)間相等，在停止階段 漂移被調(diào)制平均，對(duì)角速度無(wú)累積誤差。根據(jù)b系到P系的方向余弦矩陣CPb可計(jì)算出1-8旋轉(zhuǎn) 次序陀螺漂移引起的η系下等效角速度誤差(δ = 1……8)為：

[0015] c〇lbb為陀螺敏感的角速率信息在b系上的投影，ερ為陀螺常漂。
[0016] 計(jì)算出1-8旋轉(zhuǎn)次序陀螺漂移偏置調(diào)制后引起的累積角度誤差為：
[0018] 上式說(shuō)明在一個(gè)完整旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)東北天三個(gè)方向上的等效陀螺漂移累積誤差為 零，完全補(bǔ)償了三個(gè)軸的陀螺漂移。
[0019] 非對(duì)稱性標(biāo)度因數(shù)誤差的調(diào)制:非對(duì)稱性標(biāo)度因數(shù)誤差引起的角速度誤差：
[0021] ωιρΡ為陀螺敏感的角速率信息在Ρ系上的投影，Sg為陀螺的標(biāo)度因數(shù)誤差。
[0022] 從上式可以看出，非對(duì)稱性標(biāo)度因數(shù)誤差與敏感軸輸入角速度相乘后相當(dāng)于陀螺 漂移偏置，因此可以被調(diào)制平均。
[0023] 對(duì)稱性標(biāo)度因數(shù)誤差的調(diào)制:對(duì)稱性標(biāo)度因數(shù)誤差引起的角速度誤差：
[0025]將相關(guān)量代入上式得1~8次序?qū)ΨQ性標(biāo)度因數(shù)誤差引起的角速度誤差為：

[0034]在一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)，陀螺對(duì)稱性標(biāo)度因數(shù)誤差引起的等效角速度誤差為：
[0036] 上式在一個(gè)周期內(nèi)積分不為零，說(shuō)明該調(diào)制方式無(wú)法調(diào)制標(biāo)度因數(shù)對(duì)稱性誤差， 上式矩陣中第一項(xiàng)為零是因?yàn)樵摲治鍪窃陟o基座下，地球自轉(zhuǎn)角速度東向分量為零，不存 在與對(duì)稱性標(biāo)度因數(shù)耦合的誤差。
[0037] ω ibb 陀螺敏感的角速率ig息在b系上的投影；
[0038] ερ--陀螺常漂；
[0039] CPb--b系到p系的方向余弦矩陣；
[0040] (δ ω ibb) i(i = 1……8) -一1-8旋轉(zhuǎn)次序陀螺漂移引起的n系下等效角速度誤差；
[0041 ] ω ipp 陀螺敏感的角速率ig息在P系上的投影；
[0042] Sg 陀螺的標(biāo)度因數(shù)誤差；
[0043] obpP一一平臺(tái)相對(duì)載體角速率在平臺(tái)坐標(biāo)系上的投影；
[0044] ω ieU、ω ieN--地球自傳角速度東向、北向分量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙饋回路陀螺調(diào)制方法，其特征在于:采用內(nèi)回路速度環(huán)和外回路位置環(huán)構(gòu)成 的二環(huán)伺服系統(tǒng)對(duì)三軸框架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和定位，針對(duì)單軸旋轉(zhuǎn)和雙軸旋轉(zhuǎn)對(duì)陀螺的調(diào)制的優(yōu) 缺點(diǎn)，采用單軸旋轉(zhuǎn)次序、雙軸旋轉(zhuǎn)次序交替旋轉(zhuǎn)方案進(jìn)行調(diào)制;將被測(cè)試系統(tǒng)相對(duì)導(dǎo)航坐 標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，使慣性器件常值偏差沿著導(dǎo)航系呈周期性變化，在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)使常值漂移 引起的誤差相互抵消，此時(shí)的漂移不再引起誤差的發(fā)散。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的雙饋回路陀螺調(diào)制方法，其特征在于:所述的單軸旋轉(zhuǎn)次序:0°4 90° - 180° --90°四次序旋轉(zhuǎn)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1的雙饋回路陀螺調(diào)制方法，其特征在于:所述的雙軸旋轉(zhuǎn)次序:0° - 90° -180° --90°交替八次序旋轉(zhuǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙饋回路陀螺調(diào)制方法，采用內(nèi)回路速度環(huán)和外回路位置環(huán)構(gòu)成的二環(huán)伺服系統(tǒng)對(duì)三軸框架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和定位，針對(duì)單軸旋轉(zhuǎn)和雙軸旋轉(zhuǎn)對(duì)陀螺的調(diào)制的優(yōu)缺點(diǎn)，采用單、雙軸交替旋轉(zhuǎn)方案進(jìn)行調(diào)制。將被測(cè)試系統(tǒng)相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，使慣性器件常值偏差沿著導(dǎo)航系呈周期性變化，在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)使常值漂移引起的誤差相互抵消，此時(shí)的漂移不再引起誤差的發(fā)散。它方法簡(jiǎn)單，體積小，控制精度高。
【IPC分類】G01C25/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105606124
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510960130
【發(fā)明人】井世麗
【申請(qǐng)人】河北漢光重工有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日