一种谐振陀螺仪旋转调制标度自校正系统技术方案

本发明专利技术涉及一种谐振陀螺仪旋转调制标度自校正系统，包括：信号解算单元：通过数学运算提取谐振子工作状态信息；旋转调制单元：按照预设转动速率调制陀螺驻波方位角均匀扫过陀螺误差周期的整数倍；幅度调制单元：施加给定的幅度调制信号，产生振幅操纵信号；信号合成单元：将各回路控制信号、旋转调制信号、幅度调制信号，根据当前驻波方位角进行合成，计算两轴驱动电极施加电压；标度计算单元：计算各驻波方位处标度因数数值；函数拟合单元：根据驻波方位及其对应的标度因数，采用最小二乘拟合建立起函数关系；输出补偿单元：计算主动施加的转动速率，补偿后提供陀螺对外输出。本系统实现了自主辨识并在线修正调制标度。实现了自主辨识并在线修正调制标度。实现了自主辨识并在线修正调制标度。

【技术实现步骤摘要】
一种谐振陀螺仪旋转调制标度自校正系统


[0001]本专利技术属于惯性仪表控制
，特别涉及一种谐振陀螺仪旋转调制标度自校正系统。

技术介绍

[0002]谐振陀螺仪作为一种基于哥氏效应的固体波动陀螺仪，包括石英半球谐振陀螺、金属筒型谐振陀螺、嵌套环陀螺和微半球陀螺等。由非理想特性引起的陀螺零偏误差，表现出随其振动的驻波方位角的周期特性，通过主动施加进动控制力，调制驻波方位角均匀的旋转，可以抑制该对称性误差的表达。
[0003]为了尽可能多的抵消对称性误差，添加调制速率控制回路，以保证在外界存在未知角速度输入情况下，实现驻波方位的恒速率均匀扫描。由于旋转调制发生在陀螺正常运行过程中，因此需实时的移除主动施加的进动速率。通常采用输出级补偿方法，即将主动施加的电压信号，根据标度因数归一化为角速率信息，于陀螺输出端进行补偿。
[0004]由于谐振子本体及线路误差，各方位标度因数存在偏差，常规方法采用出厂建模的方式，建立查找表进行修正。然而，标度因数表现出温度的函数关系，且随器件的老化也将发生缓慢的变化。标度因数误差将直接传递到陀螺输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振陀螺仪旋转调制标度自校正系统，其特征在于：包括信号结算单元、旋转调制单元、幅度调制单元、信号合成单元、标度计算单元、函数拟合单元、输出补偿单元；所述信号解算单元：根据检测的两模态振动信号，通过数学运算提取谐振子工作状态信息，包括谐振子振幅、驻波方位角信息，用于后续调制控制、标度计算及陀螺输出；所述旋转调制单元：根据给定的速率曲线，按照预设转动速率调制陀螺驻波方位角均匀扫过陀螺误差周期的整数倍；所述幅度调制单元：按照预设的扰动施加逻辑，根据驻波旋转调制状态，施加给定的幅度调制信号，产生振幅操纵信号；所述信号合成单元：将各回路控制信号、旋转调制信号、幅度调制信号，根据当前驻波方位角进行合成，计算两轴驱动电极施加电压；所述标度计算单元：存储衰减的振幅信息，记录各方位衰减持续时间，根据其计算各驻波方位处标度因数数值；所述函数拟合单元：根据驻波方位及其对应的标度因数，采用最小二乘拟合建立起函数关系；所述输出补偿单元：根据当前驻波方位、主动调制电压及标度因数函数，计算主动施加的转动速率，补偿后提供陀螺对外输出。2.根据权利要求1所述的振陀螺仪旋转调制标度自校正系统，其特征在于：信号解算单元首先将X轴和Y轴检测信号分别在极坐标轴上进行分解解调，获取各自的同相和正交分量，分别为C
x
、S
x
、C
y
、S
y
；然后按照动力学方程推导的式(1)获得表征谐振子工作状态的4个信号，分别为：时延相差φ、简正模态偏离Q、振动能量E、驻波空间相角θ，分别对应为频率控制、正交控制、幅度控制、速率控制的被控变量。Q＝2(C
x
S
y
‑
C
y
S
x
)E＝C
x2
+S
x2
+C
y2
+S
y2
式中——C
x
和S
x
分别为X轴检测信号的余弦和正弦分量；——C
y
和S
y
分别为Y轴检测信号的余弦和正弦分量。3.根据权利要求2所述的振陀螺仪旋转调制标度自校正系统，其特征在于：旋转调制单元根据解算得到的驻波空间相角θ，求取驻波角速率增量Δθ，然后根据解算采样频率f
demod
计算驻波角速率以此为被控变量，按照预设的速率曲线，构建恒转速闭环控制回路，通过角度调制信号C
pm
控制驻波空间相角θ以速率均匀正反扫描误差曲线的整数倍路径((
‑
π/4

【专利技术属性】
技术研发人员：丛正，张悦，赵丙权，来琦，王泽涛，李世杨，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：发明
国别省市：