一种提高惯性平台式定位定向装置精度的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种提高惯性平台式定位定向装置精度的方法，涉及用于测量载体航向角和姿态角的惯性定位定向装置，通过在定位定向装置方位环伺服回路中增加正反馈环节，在不增加电路硬件成本和伺服回路失效风险的情况下，有效降低因陀螺转子失协角的存在而引起的陀螺漂移，有效提高定位定向装置航向角输出精度。此种方法可推广到类似惯性平台式定位定向装置中，具有较大的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种提高惯性平台式定位定向装置精度的方法
本专利技术属惯性仪器仪表
，具体涉及一种提高惯性平台式定位定向装置精度的方法。
技术介绍
动力调谐陀螺仪(以下简称陀螺)在惯性平台式定位定向装置的使用中，陀螺的漂移精度决定了定位定向装置航向角的输出精度。当陀螺在外力矩作用下运动时，虽然有伺服回路的稳定作用，但仍然会产生陀螺H(动量矩矢量)轴与驱动轴不重合的现象，两轴之间的角度被称为失协角。陀螺的同步电机通过驱动轴给陀螺转子一个旋转力矩的同时，也伴生一个与陀螺H轴正交的力矩分量，该力矩分量会引起陀螺与其失协角大小相关的漂移，通常采用负反馈，即增大伺服系统力矩刚度和减小伺服系统的零位漂移来减小陀螺转子失协角，从而减小漂移角速度。但此种方法实现的效果有限，若伺服系统力矩刚度太大，会造成伺服系统稳定性变差，伺服回路失效的风险加大；若要减小伺服系统的零位漂移，就得提高伺服电路相关元器件的质量等级，造成伺服电路硬件成本增加。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：提供一种提高惯性平台式定位定向装置精度的方法，在不增加电路硬件成本和伺服回路失效风险的情况下降低因陀螺转子失协角的存在而引起的陀螺漂移，从而提高定位定向装置航向角输出精度。本专利技术采用的技术方案：一种提高惯性平台式定位定向装置精度的方法，在定位定向装置的方位环伺服回路中增加了正反馈回路，具体包括如下步骤，步骤1将陀螺的信号器输出接入信号放大电路、功率放大电路、方位环力矩电机，形成负反馈回路；步骤2将陀螺的信号器输出接入信号放大电路、校正电路、陀螺力矩器，形成正反馈回路；步骤3工作时，因方位环的转动，给陀螺施加了输入力矩，使陀螺产生了失协角，陀螺的X轴信号器感测到陀螺电机轴与H轴的失协角信号，通过信号放大电路放大，再通过功率放大电路进行功率放大，再驱动方位环力矩电机带动方位环架进行转动，减小失协角漂移；步骤4同时，陀螺的X轴信号器感测到陀螺电机轴与H轴的失协角信号后，经信号放大电路放大后，通过正反馈回路将陀螺信号送到陀螺力矩器，即给陀螺施加与陀螺转子失协角成比例的正反馈力矩，该力矩与驱动轴给陀螺H轴施加的正交力矩分量方向相反，可抵消大部分正交力矩分量，减小与失协角成比例的漂移角速度，进一步减小因陀螺转子失协角的存在而引起的陀螺漂移；步骤5调整校正电路的正反馈比例系数，保证因陀螺转子失协角的存在而引起的陀螺漂移最小，使定位定向装置的漂移精度达到最佳。本专利技术与现有技术相比解决陀螺在惯性平台式定位定向装置的使用中，因陀螺转子失协角的存在而引起的陀螺漂移的新途径和新方法。通过在定位定向装置方位环伺服回路中增加正反馈环节，在不增加电路硬件成本和伺服回路失效风险的情况下，有效降低因陀螺转子失协角的存在而引起的陀螺漂移，有效提高定位定向装置航向角输出精度，此种方法可推广到类似惯性平台式定位定向装置中，具有较大的应用价值。附图说明图1为本专利技术的力矩分解原理示意图；图2为本专利技术实施例中定位定向装置方位环伺服回路正反馈原理示意图。具体实施方式下面结合附图1、2描述本专利技术的一种实施例。如图1所示为本专利技术装置较佳实施方式的原理示意图。本实施方式中，所述定位定向装置的核心部件为两环架结构，动力调谐陀螺仪的两路信号分别控制定位定向装置的内环和外环(方位环)，正反馈技术主要应用到方位环伺服系统。本专利技术中正反馈回路的工作原理为：动力调谐陀螺转子恒速旋转所消耗的能量均由同步电机补充，当陀螺转子有失协角(陀螺H轴与驱动轴不重合)时，驱动轴给陀螺H轴一个力矩分量的同时，也伴生一个与陀螺H轴正交的力矩分量(如图1所示)，该力矩分量引起陀螺与失协角大小相关的漂移。漂移角速度由下式表示：式中：δ-陀螺转子失协角；由陀螺转子失协角引起的漂移角速度；MQ-驱动力矩；M⊥-MQ分解的正交力矩分量；H-陀螺转子动量矩。当δ很小时，式中：称为陀螺时间常数。通过给陀螺施加与陀螺转子失协角成比例，与驱动轴给陀螺H轴施加的正交力矩分量方向相反的正反馈力矩MF，可抵消大部分正交力矩分量，减小了与失协角δ成比例的漂移角速度相当于增大了陀螺时间常数τ。此时有：式中：MF-正反馈力矩；KM-陀螺力矩器刻度系数；KV-从陀螺信号器到解调器的传递系数。本专利技术的具体实施步骤为：第一步：将陀螺的信号器输出接入信号放大电路、功率放大电路、方位环力矩电机。如图2所示，因方位环的转动，给陀螺施加输入力矩，使陀螺产生了失协角，陀螺的信号器(X轴)感测到陀螺电机轴与H轴的失协角信号，通过信号放大电路放大，再通过功率放大电路进行功率放大，再驱动方位环力矩电机带动方位环架进行转动，形成一个闭环负反馈回路。第二步：将陀螺的信号器输出接入信号放大电路、校正电路、陀螺力矩器。陀螺的信号器(X轴)感测到陀螺电机轴与H轴的失协角信号后，经信号放大电路放大后，通过正反馈回路将陀螺信号送到陀螺力矩器，即给陀螺施加与陀螺转子失协角成比例的正反馈力矩，该力矩与驱动轴给陀螺H轴施加的正交力矩分量方向相反，可抵消大部分正交力矩分量，减小了与失协角δ成比例的漂移角速度第三步：调整校正电路的正反馈比例系数K2，保证失协角δ，因陀螺转子失协角的存在而引起的陀螺漂移最小，使定位定向装置漂移精度达到最佳。本专利技术通过在传统负反馈的基础上，进一步增加正反馈环节，在不增加电路硬件成本和伺服回路失效风险的情况下，有效降低因陀螺转子失协角的存在而引起的陀螺漂移，有效提高定位定向装置航向角输出精度。此种方法可推广到类似惯性平台式定位定向装置中，具有较大的应用价值。上述实施例，只是本专利技术的较佳实施例，并非用来限制本专利技术实施范围，故凡以本专利技术权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本专利技术权利要求范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高惯性平台式定位定向装置精度的方法，其特征在于，在定位定向装置的方位环伺服回路中增加了正反馈回路，具体包括如下步骤，步骤1将陀螺的信号器输出接入信号放大电路、功率放大电路、方位环力矩电机，形成负反馈回路；步骤2将陀螺的信号器输出接入信号放大电路、校正电路、陀螺力矩器，形成正反馈回路；步骤3工作时，因方位环的转动，给陀螺施加了输入力矩，使陀螺产生了失协角，陀螺的X轴信号器感测到陀螺电机轴与H轴的失协角信号，通过信号放大电路放大，再通过功率放大电路进行功率放大，再驱动方位环力矩电机带动方位环架进行转动，减小失协角；步骤4同时，陀螺的X轴信号器感测到陀螺电机轴与H轴的失协角信号后，经信号放大电路放大后，通过正反馈回路将陀螺信号送到陀螺力矩器，即给陀螺施加与陀螺转子失协角成比例的正反馈力矩，该力矩与驱动轴给陀螺H轴施加的正交力矩分量方向相反，可抵消大部分正交力矩分量，减小与失协角成比例的漂移角速度，进一步减小失协角；步骤5调整校正电路的正反馈比例系数，保证失协角最小，使定位定向装置的漂移精度达到最佳。

【技术特征摘要】
1.一种提高惯性平台式定位定向装置精度的方法，其特征在于，在定位定向装置的方位环伺服回路中增加了正反馈回路，具体包括如下步骤，步骤1将陀螺的信号器输出接入信号放大电路、功率放大电路、方位环力矩电机，形成负反馈回路；步骤2将陀螺的信号器输出接入信号放大电路、校正电路、陀螺力矩器，形成正反馈回路；步骤3工作时，因方位环的转动，给陀螺施加了输入力矩，使陀螺产生了失协角，陀螺的X轴信号器感测到陀螺电机轴与H轴的失协角信号，通过信号放大电路放大，再通过功率放大电路进行功率放大，再驱动方位环力矩电机带动方位环架进...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵红敏，马骏，陈磊江，黄凯，
申请(专利权)人：陕西宝成航空仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61