本实用新型专利技术公开了一种基于虚拟科里奥利力的全角模式谐振陀螺在线校正装置。该装置包括驱动电路和解调电路，其中，驱动电路和解调电路分别通过机电接口与谐振式陀螺相连。本实用新型专利技术通过在驱动电路中引入永久式高频信号等效为电旋转激励，并且在线辨识谐振陀螺的不对称性误差，然后通过直接给陀螺施加静电力，来抵消谐振陀螺的不对称性误差，从而实现对全角模式下陀螺的电修调，最终提高了全角模式谐振陀螺的测量可靠性。本实用新型专利技术基于速率积分陀螺要求结构完全对称的理论限制，根据微陀螺由于加工缺陷导致的根本缺陷，校正陀螺的不对称误差，很好地弥补了现有技术中陀螺对称性的不足。不足。不足。
【技术实现步骤摘要】
基于虚拟科里奥利力的全角模式谐振陀螺在线校正装置
[0001]本技术涉及一种基于虚拟科里奥利力的全角模式谐振陀螺在线校正装置。
技术介绍
[0002]现代武器装备已经进入小型化、智能化、信息化的时代，基于科里奥利力的微谐振陀螺具有体积小和成本低的优势，正在广泛应用于惯性武器装备中，中美两国也越来越重视陀螺技术的研发，将陀螺技术视为国防技术发展的重要环节。
[0003]其中，基于速率积分原理的全角微陀螺具有带宽高，量程无限大的优势，能够直接对角度进行测量，突破了传统陀螺精度低和测量范围有限的缺点。
[0004]全角模式最初是在半球谐振陀螺上成功运行，但由于加工工艺的不足和陀螺制作材料的限制，使得不同模态上的阻尼和刚度并不相同，最终导致陀螺的对称性不足。
[0005]因此，测量角度的误差会随着时间的增长而积累，造成严重的振荡和漂移，最终影响陀螺的长期稳定性和精准度。国内外的学术界，科研机构以及相关技术企业对此也投入了大量的人力和物力，不断提高运行全角模式的微谐振陀螺的对称性和长期稳定性。
[0006]经过长期的测试工作表明，基于现有精密加工技术的硅材料不足以继续提升微谐振陀螺的对称性，而石英半球谐振陀螺的造价十分昂贵，且良品率不足。因此，对于现阶段未能实现完全对称的微谐振陀螺，必须采取校正方式才能保证全角模式陀螺的长期稳定。
[0007]对于全角模式的微谐振陀螺校正方案整体分为以下两种：离线校正方案和在线实时校正方案。离线校正在短时间内能够维持陀螺的良好对称性，然而效果会随着时间的延长而失效；在线实时校正方案能够在线辨识陀螺的不对称性参数，对变化的不对称误差进行实时补偿，具有长期的有效性和实时性，是校正全角微陀螺不对称性和解决陀螺振荡漂移的根本办法。
[0008]通过施加高频电信号形成虚拟电旋转引入到陀螺中的方案，最初由美国的Analog Device公司研究团队以及日本东北大学的研究团队开始涉及，但这两个团队对于虚拟电旋转的应用仅局限于解决全角陀螺的死区问题，对于较低速率的旋转能够进行精准检测。因此，对于虚拟电旋转方案的应用仍待拓展，以解决全角微陀螺的不对称性误差问题。
技术实现思路
[0009]本技术的目的在于提出一种基于虚拟科里奥利力的全角模式谐振陀螺在线校正装置，该装置通过引入高频信号等效为电旋转激励，在线辨识谐振陀螺的不对称性误差，并通过对陀螺施加静电力，来抵消谐振陀螺的不对称性误差。
[0010]本技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：
[0011]基于虚拟科里奥利力的全角模式谐振陀螺在线校正装置，包括驱动电路和解调电路；其中，驱动电路和解调电路分别通过机电接口与谐振式陀螺相连；
[0012]驱动电路包括锁相环电路、加法器、乘法器、VGA电路、电压源以及压控振荡器；
[0013]其中，锁相环电路有一个；
[0014]加法器有四个，即第一加法器、第二加法器、第三加法器以及第四加法器；
[0015]乘法器有五个，即第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器以及第五乘法器；
[0016]VGA电路包括第一VGA电路、第二VGA电路、第三VGA电路和第四VGA电路；
[0017]电压源有两个，即第一电压源，第二电压源，两个电压源均为电压幅值可调节的电压源；
[0018]压控振荡器有两个，即第一压控振荡器和第二压控振荡器；
[0019]机电接口包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八以及第十九机电接口；
[0020]第七机电接口和第九机电接口分别与第一加法器的一个输入端相连；
[0021]第八机电接口和第十机电接口分别与第二加法器的一个输入端相连；
[0022]第一加法器和第二加法器的输出端分别与锁相环电路的一个输入端相连；锁相环电路的输出端以及第十一机电接口分别与第一乘法器的一个输入端相连；
[0023]第一乘法器的输出端分别连接到第二乘法器和第三乘法器的一个输入端上，第十二机电接口连接到第二乘法器另一个输入端，第十三机电接口连接到第三乘法器另一个输入端；
[0024]第二乘法器的输出端依次与第一VGA电路、第三加法器的一个输入端相连，第三乘法器的输出端依次与第二VGA电路、第四加法器的一个输入端相连；
[0025]第一电压源的电压输出端与第十四机电接口相连，第十四机电接口依次与第一压控振荡器、第三VGA电路以及第四乘法器的一个输入端相连；
[0026]第六机电接口与第四乘法器的另一个输入端相连；第四乘法器的输出端与第三加法器的另一个输入端相连；第三加法器的输出端与第三机电接口相连；
[0027]第二电压源的电压输出端与第十五机电接口相连，第十五机电接口依次与第二压控振荡器、第四VGA电路以及第五乘法器的一个输入端相连；
[0028]第五机电接口与第五乘法器的另一个输入端相连；第五乘法器的输出端与第四加法器的另一个输入端相连；第四加法器的输出端与第四机电接口相连；
[0029]第三机电接口和第四机电接口分别与谐振式陀螺的两个驱动信号输入端一对一相连；
[0030]解调电路包括C/V电路、相干解调电路、电压源以及FPGA；
[0031]其中，C/V电路有两个，即第一C/V电路和第二C/V电路；相干解调电路有两个，即第一相干解调电路和第二相干解调电路；FPGA有一个；
[0032]电压源有两个，即第三电压源，第四电压源，两个电压源均为电压幅值可调节的电压源；
[0033]谐振式陀螺的两个信号输出端分别与第一机电接口以及第二机电接口一对一相连；第一机电接口与第一C/V电路的输入端相连，第二机电接口与第二C/V电路的输入端相连；
[0034]第一C/V电路的输出端分别与第五机电接口以及第一相干解调电路的输入端相连；第二C/V电路的输出端分别与第六机电接口以及第二相干解调电路的输入端相连；
[0035]第一相干解调电路的同相信号输出端分别与第七机电接口和FPGA的输入端相连，
第一相干解调电路的正交信号输出端分别与第八机电接口和FPGA的输入端相连；
[0036]第二相干解调电路的同相信号输出端分别与第九机电接口和FPGA的输入端相连，第二相干解调电路的正交信号输出端分别与第十机电接口和FPGA的输入端相连；
[0037]FPGA的输出端有五个，分别为能量信号输出端、驻波角的余弦信号输出端、驻波角的正弦信号输出端、第一误差校正信号输出端以及第二误差校正信号输出端；
[0038]其中，能量信号输出端与第十一机电接口相连；驻波角的余弦信号输出端、驻波角的正弦信号输出端分别与第十二机电接口、第十三机电接口一对一相连；
[0039]第一误差校正信号输出端与第十六机电接口相连；第十六机电接口的输出端依次与第三电压源、第十八机电接口以及陀螺相连；第二误差校正本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于虚拟科里奥利力的全角模式谐振陀螺在线校正装置，其特征在于，包括驱动电路和解调电路；其中，驱动电路和解调电路分别通过机电接口与谐振式陀螺相连；驱动电路包括锁相环电路、加法器、乘法器、VGA电路、电压源以及压控振荡器；其中，锁相环电路有一个；加法器有四个，即第一加法器、第二加法器、第三加法器以及第四加法器；乘法器有五个，即第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器以及第五乘法器；VGA电路包括第一VGA电路、第二VGA电路、第三VGA电路和第四VGA电路；电压源有两个，即第一电压源，第二电压源，两个电压源均为电压幅值可调节的电压源；压控振荡器有两个，即第一压控振荡器和第二压控振荡器；机电接口包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九机电接口；第七机电接口和第九机电接口分别与第一加法器的一个输入端相连；第八机电接口和第十机电接口分别与第二加法器的一个输入端相连；第一加法器和第二加法器的输出端分别与锁相环电路的一个输入端相连；锁相环电路的输出端以及第十一机电接口分别与第一乘法器的一个输入端相连；第一乘法器的输出端分别连接到第二乘法器和第三乘法器的一个输入端上，第十二机电接口连接到第二乘法器另一个输入端，第十三机电接口连接到第三乘法器另一个输入端；第二乘法器的输出端依次与第一VGA电路、第三加法器的一个输入端相连，第三乘法器的输出端依次与第二VGA电路、第四加法器的一个输入端相连；第一电压源的电压输出端与第十四机电接口相连，第十四机电接口依次与第一压控振荡器、第三VGA电路以及第四乘法器的一个输入端相连；第六机电接口与第四乘法器的另一个输入端相连；第四乘法器的输出端与第三加法器的另一个输入端相连；第三加法器的输出端与第三机电接口相连；第二电压源的电压输出端与第十五机电接口相连，第十五机电接口依次与第二压控振荡器、第四VG...
【专利技术属性】
技术研发人员：李崇，孟相睿，刘志鹏，王雨晨，侯佳坤，王鑫宁，刑昌达，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：新型
国别省市：
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