一種高動(dòng)態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法
【專利摘要】一種高動(dòng)態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法，該方法包括：（1）根據(jù)高動(dòng)態(tài)角速率陀螺儀的核心三維敏感結(jié)構(gòu)的振動(dòng)機(jī)理，建立其等效動(dòng)力學(xué)模型；（2）在等效動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析高動(dòng)態(tài)角速率陀螺儀正交誤差的產(chǎn)生機(jī)理；（3）針對正交誤差產(chǎn)生機(jī)理，設(shè)計(jì)閉環(huán)控制環(huán)路以及相應(yīng)的控制器；（4）調(diào)節(jié)控制器參數(shù)，使其達(dá)到理想的控制效果。本發(fā)明采用理論推導(dǎo)、仿真分析和試驗(yàn)調(diào)試三者結(jié)合的方法，很好地解決了高動(dòng)態(tài)角速率陀螺的正交誤差控制問題，為高動(dòng)態(tài)角速率陀螺的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制算法設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。
【專利說明】-種高動(dòng)態(tài)角速率陀螺正交誤差控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固態(tài)振動(dòng)巧螺【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高動(dòng)態(tài)角速率巧螺正交誤差控 制方法。

【背景技術(shù)】
[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(dòng)態(tài)角速率巧螺，它是基于高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的特定需求而設(shè)計(jì)的一種諧 振子結(jié)構(gòu)類似于中國古代大鐘的固態(tài)振動(dòng)巧螺。該巧螺利用處于高頻諧振的對稱殼體中 受激勵(lì)駐波的哥氏效應(yīng)來敏感角運(yùn)動(dòng)的測量。它除了繼承固態(tài)振動(dòng)巧螺所有慣性品質(zhì)外， 還具有抗高振動(dòng)、高沖擊、高過載等高動(dòng)態(tài)環(huán)境的獨(dú)特性能，該是其它任何巧螺所無法比擬 的，具有廣闊的應(yīng)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(xiàng)重要而艱苦的 任務(wù)。對于高動(dòng)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(jìn)行補(bǔ) 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(dòng)態(tài)角速率巧螺的 振動(dòng)機(jī)理、驅(qū)動(dòng)方式、檢測方法等都與現(xiàn)有巧螺有較大不同，使得動(dòng)力學(xué)模型、正交誤差機(jī) 理、W及基于此誤差機(jī)理設(shè)計(jì)的控制環(huán)路都會(huì)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(shù)的調(diào)節(jié)方法上，必須具有針對性和唯一性， 而不能借鑒現(xiàn)有成果。需要說明的是，正交誤差項(xiàng)的區(qū)別不只是體現(xiàn)在個(gè)別參數(shù)的差異上， 也不能通過某些參數(shù)設(shè)置的修改就可使之與現(xiàn)有技術(shù)相一致。歸根到底還是由于高動(dòng)態(tài)角 速率巧螺與現(xiàn)有巧螺在工作機(jī)理、驅(qū)動(dòng)檢測方式上的差異造成的，該是二者固有的、本質(zhì)的 差別。綜上所述，迫切需要研發(fā)一種適用于高動(dòng)態(tài)角速率巧螺的正交誤差控制方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了消除高動(dòng)態(tài)角速率巧螺的正交誤差，提供了一種適用于高動(dòng) 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(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種高動(dòng)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(jù)高動(dòng)態(tài)角速率巧螺儀的振動(dòng)機(jī)理，建立其等效動(dòng)力學(xué)模型； 步驟2,在等效動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析其正交誤差產(chǎn)生機(jī)理； 步驟3,針對正交誤差模型，設(shè)計(jì)控制環(huán)路W及控制器； 步驟4,調(diào)節(jié)控制器參數(shù)，使其達(dá)到理想的控制效果。
[0006] 步驟1中，所述等效動(dòng)力學(xué)模型為：

【權(quán)利要求】
1. 一種高動(dòng)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(jù)高動(dòng)態(tài)角速率陀螺的振動(dòng)機(jī)理，建立其等效動(dòng)力學(xué)模型； 步驟2,在等效動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析其正交誤差產(chǎn)生機(jī)理； 步驟3,針對正交誤差產(chǎn)生機(jī)理，設(shè)計(jì)控制環(huán)路以及控制器； 步驟4,調(diào)節(jié)控制器參數(shù)，使其達(dá)到理想的控制效果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型為：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)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(chǎn)生機(jī)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(jī)理為：
通過設(shè)計(jì)正交控制回路來消除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)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(jīng)典的PID控制；輸出信號送入調(diào)制器中，將調(diào)制后得到的控制信號 JsimAp(3-11)施加到另一個(gè)正交控制電極上，完成一個(gè)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(quán)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(xué), 北京理工大學(xué)