一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法及系统，设置半球谐振陀螺相差45

【技术实现步骤摘要】
一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法及系统


[0001]本专利技术涉及半球谐振陀螺
，尤其涉及一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法及系统。

技术介绍

[0002]HRG(Hemispherical Resonator Gyro，半球谐振陀螺)是一种没有高速转子和活动支承的振动陀螺，具有精度高、质量小、体积小、启动时间短、高过载、高可靠性的特点。被誉为最具潜力的哥式振动陀螺。HRG的工作原理是基于半球壳谐振子绕中心轴旋转时产生的哥氏效应，而使其振型在环向相对壳体进动的物理机制。
[0003]半球谐振陀螺工作在二阶振动模态，常采用相隔45
°
分布的金属电极，通过静电力对HRG的谐振子进行振动驱动，并通过检测金属电极的静电电容获取谐振子的振幅、相位等振动信息。半球谐振陀螺的电极制作或者安装不均匀，探测电路的增益不均匀、串扰等都可能造成振动信号检测误差，进而造成角度解算误差，从而引入半球谐振陀螺的零偏或标度因数随角度分布不均匀。现有公开的文献或专利中对半球谐振陀螺电极增益误差的校准方法，对半球谐振陀螺的电极增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括：步骤1，设置半球谐振陀螺相差45
°
的两个方向的振动信号的补偿参数；步骤2，使半球谐振陀螺振型的进动角θ匀速改变，分别检测得到所述振型的进动角θ顺时针和逆时针转动时，所述振型的进动角的角速度随所述振型的进动角θ的变化关系f1(θ)和f2(θ)，计算f1(θ)和f2(θ)的差为误差项Err，拟合得到所述误差项Err关于所述振型的进动角θ的拟合函数，确定所述拟合函数中的拟合参数；步骤3，基于各个所述补偿参数对所述两个方向的振动信号进行补偿校准，得到所述拟合参数随所述补偿系数变化的关系，根据所述拟合参数的值得到最佳的补偿参数，使用该最佳的补偿参数对所述两个方向的振动信号进行补偿校准。2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述补偿参数包括补偿系数α和补偿系数β；所述补偿系数α的对所述两个方向的振动信号x，y的补偿校准方法为：x
′
＝x；y
′
＝x
‑
αy；所述补偿系数β的对所述两个方向的振动信号x，y的补偿校准方法为：x
′
＝x：y
′
＝(1+β)y；其中，x
′
，y
′
为通过所述补偿系数α和/或补偿系数β校准后的两通道检测信号。3.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述步骤3中通过补偿系数α和补偿系数β中的一个或两个对所述两个方向的振动信号x，y进行一次或多次的补偿校准。4.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述步骤2还包括：通过幅度控制将半球谐振陀螺振幅控制为预设值，通过正交控制消除正交误差，通过角度控制实现改变或维持所述振型的进动角θ的角度。5.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述两个方向的振动信号为：x＝a cosθcos(ωt)
‑
q sinθsin(ωt)；y＝a sinθcos(ωt)+q cosθsin(ωt)；其中，ω为半球谐振陀螺二阶振动模态的圆频率，t为时间；确定a和q的值；所述半球谐振陀螺的幅度控制动态方程为：所述半球谐振陀螺的正交控制动态方程为：所述半球谐振陀螺的角度控制动态方程为：其中，其中，其中，为阻尼系数；为阻尼不均匀系数；θ
τ
为阻尼不均匀性的取向角度；Δω为半球谐振陀螺的频率裂解；θ
ω
为刚度不均匀的取向角；k
WA
为全角模式下半球谐振陀螺的标度因数；Ω为陀螺旋转的角速度；f
as
、f<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张熙，赵红阳，吴海涛，曲天良，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：