一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台制造技术

本发明专利技术公开了一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台，其技术方案要点是包括陀螺仪和云台系统，所述陀螺仪包括箱体、陀螺仪本体和缓冲总成，所述陀螺仪本体和缓冲总成设置于所述箱体内，所述缓冲总成用于连接陀螺仪本体和箱体，所述缓冲总成用于固定陀螺仪本体位置并为陀螺仪本体提供缓冲，所述云台系统包括处理器、环境模块、动量模块和补偿模块，所述云台系统用于根据陀螺仪受到的温度影响计算角速度值并进行纠偏补偿处理。本发明专利技术一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台，具有对陀螺仪和陀螺仪的环境温度进行检测处理，降低温漂对陀螺仪检测精度影响的效果。影响的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台


[0001]本专利技术涉及导航仪器
，更具体的说是涉及一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台。

技术介绍

[0002]光纤陀螺仪是以光导纤维线圈为基础的敏感元件，与其他的陀螺仪相比因为全固态的陀螺仪，使得具有能够瞬时启动，结构简单，寿命长和不易出现闭锁的优点，随着陀螺仪的发展，单轴光纤陀螺仪、双轴光纤陀螺仪都已普遍的应用于航海、航空和其他生活领域中，现在为进一步提高精度也发展了三轴的光纤陀螺仪。
[0003]三轴光纤陀螺云台用于在俯仰和横滚方向，为可见光、红外、高光谱、激光等数据采集载荷提供期望的空间姿态，利用FOC磁定向矢量闭环控制技术，具有精度高、响应快的特点，对飞行过程中x和y轴运动进行补偿，以实现对载荷平台像素级别的控制，有效屏蔽飞行器机体姿态变化，以及各种频率振动对载荷的影响，提升数据采集的空间位置精度，降低后期数据处理难度。
[0004]但是由于光纤陀螺仪中的光导纤维和Y波导实际都是温敏元件，对此温度对于整体光纤陀螺仪的影响巨大，导致在实际检测时会产生温漂，造成角速度的测算误差，对此一种能够降低温度对陀螺仪影响的陀螺仪亟待解决。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台，具有对陀螺仪和陀螺仪的环境温度进行检测处理，降低温漂对陀螺仪检测精度影响的效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台，包括：/>[0008]陀螺仪，所述陀螺仪包括箱体、陀螺仪本体和缓冲总成，所述陀螺仪本体和缓冲总成设置于所述箱体内，所述缓冲总成用于连接陀螺仪本体和箱体，所述缓冲总成用于固定陀螺仪本体位置并为陀螺仪本体提供缓冲；
[0009]云台系统，所述云台系统包括处理器、环境模块、动量模块和补偿模块，所述处理器通讯连接有云端系统，所述动量模块包括收集单元和实况单元，所述收集单元用于获取经过陀螺仪测算的感应数据，所述感应数据包括角速度、俯仰角和航偏角，所述实况单元用于获取机载实时高度和航速并生成高度数据和航速数据，所述实况单元还用于获取机载所处的空域并生成空域数据，所述环境模块包括外参单元和气象单元，所述气象单元内配置有预判阈值和识别策略，所述识别策略包括根据获取预判阈值内的气象数据并打包气象数据发送至处理器中，所述外参单元内配置有温度获取策略，所述温度获取策略包括调取高度数据和空域数据，根据高度数据和空域数据得出海拔温差数据，还根据航速数据获得摩擦温度，根据海拔温差数据和摩擦温度获得陀螺仪受到的实际温度；
[0010]所述补偿模块包括实际补偿单元和预判补偿单元，所述实际补偿单元内配置有补偿策略，所述补偿策略包括调取感应数据并根据补偿算法计算实际温度对陀螺仪角速度造成的误差并生成角度率误差值，所述处理器根据角速率误差值反馈陀螺仪并控制陀螺仪进行补偿纠偏，所述预判补偿单元内配置有预判策略，所述预判策略包括调取气象数据并根据补偿算法计算在预判阈值内实际温度对陀螺仪角速度造成的误差并生成预判误差值，所述处理器调取预判误差值并结合气象数据反馈至陀螺仪控制陀螺仪进行补偿纠偏。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述缓冲总成包括弹性机构和阻尼机构，所述弹性机构包括定位框和若干弹性件，所述陀螺仪本体设置于定位框内，若干所述弹性件设置于定位框的边角处并与箱体连接，所述阻尼机构包括若干锁紧件和阻尼件，若干所述阻尼件两端分别与定位框和箱体连接，所述锁紧件用于将阻尼件与定位框和箱体锁紧连接。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述阻尼件包括导接部和弯折部，所述箱体和定位框上分别连接导接部，所述弯折部用于分别与箱体、定位框上的导接部连接，所述弯折部呈120
°
角设置。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述实况单元内还配置有梯度阈值，所述梯度阈值表征机体所处高度沿垂直高度上的间距阈值，所述高度数据包括高度信息和梯度温度信息，所述航速数据包括航速值和机表温度值，所述高度信息表征机体所处的飞行高度值，所述温度信息表征机体所在飞行高度的温度值以及在梯度阈值处的温度值。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述空域数据包括位置信息、气候信息和磁场信息，所述位置信息表征机体所处的地理位置，所述气候信息表征机体所处地理位置的气候，所述磁场信息表征机体所述地理位置在高度数据下的磁场。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述气象数据包括以预判阈值为半径的范围内的预判温度值。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述补偿算法包括迭代算例、比较算例和优化算例；
[0017]所述迭代算法具体为：
[0018][0019]对A
k
通过方程：进行M次迭代；
[0020]获得序列
[0021]将得到的序列进行映射处理得到：
[0022][0023]进而得到：
[0024][0025]其中：k表示迭代次数，H
k
表征经过k次迭代后实际角速度，表征经过k次迭代后实际角速度的最小值，表征经过k次迭代后实际角速度的最大值，A
k
表征角速度率，表征角速度的可行解序列。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，所述比较算例具体为：
[0027][0028]min f1(H)＝f1(0,0,....0)＝0
[0029]其中：f1(H)表征角速度的多峰函数。
[0030]作为本专利技术的进一步改进，所述优化算例具体为：
[0031][0032]其中：E表征适应函数，G表征样本数，P表征输出层节点个数，表征第j个样本下第k个节点的理想角速度输出值，H
jk
表征第j个样本下第k个节点的角速度实际输出值。
[0033]作为本专利技术的进一步改进，所述补偿策略还包括利用补偿算法训练神经网络，训练神经网络的具体步骤为：
[0034]S1:初始化神经网络结构，设定每个层中的神经元数目；
[0035]S2：随机混沌初始化各个个体的角速度和位置信息；
[0036]S3：根据优化算例计算角速度适应度；
[0037]S4：把各个角速度的适应度值和实际角速度值比较，把较大的适应度的值赋值予实际角速度值，把实际角速度值和全局角速度极值的适应度值比较，较大的赋予全局角速度极值；
[0038]S5：按照迭代算法和比较算法净化各个角速度值和位置信息得到最优角速度值；
[0039]S6：将所得到的最优角速度值用优化算法进行混沌优化得到全局最优角速度值；
[0040]S7：判断是否达到终止条件，若达到则搜索结束，将全局最优角速度值对应为神经网络的权值与阈值，若不能达到条件则返回步骤4继续开始搜索；
[0041]S8:将得到的全局最优角速度值代入神经网络进行训练。
[0042]本专利技术的有益效果：通过设置在箱体中的缓冲总成对陀螺仪本体进行缓冲，使得机体在飞行过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台，其特征在于，包括：陀螺仪(1)，所述陀螺仪(1)包括箱体(2)、陀螺仪(1)本体和缓冲总成(4)，所述陀螺仪(1)本体和缓冲总成(4)设置于所述箱体(2)内，所述缓冲总成(4)用于连接陀螺仪(1)本体和箱体(2)，所述缓冲总成(4)用于固定陀螺仪(1)本体位置并为陀螺仪(1)本体提供缓冲；云台系统，所述云台系统包括处理器、环境模块、动量模块和补偿模块，所述处理器通讯连接有云端系统，所述动量模块包括收集单元和实况单元，所述收集单元用于获取经过陀螺仪(1)测算的感应数据，所述感应数据包括角速度、俯仰角和航偏角，所述实况单元用于获取机载实时高度和航速并生成高度数据和航速数据，所述实况单元还用于获取机载所处的空域并生成空域数据，所述环境模块包括外参单元和气象单元，所述气象单元内配置有预判阈值和识别策略，所述识别策略包括根据获取预判阈值内的气象数据并打包气象数据发送至处理器中，所述外参单元内配置有温度获取策略，所述温度获取策略包括调取高度数据和空域数据，根据高度数据和空域数据得出海拔温差数据，还根据航速数据获得摩擦温度，根据海拔温差数据和摩擦温度获得陀螺仪(1)受到的实际温度；所述补偿模块包括实际补偿单元和预判补偿单元，所述实际补偿单元内配置有补偿策略，所述补偿策略包括调取感应数据并根据补偿算法计算实际温度对陀螺仪(1)角速度造成的误差并生成多次角速度值，以形成角速度值的序列，并最终获得最优角速度值，所述处理器根据最优角速度值反馈陀螺仪(1)并控制陀螺仪(1)对感应数据中的角速度进行补偿纠偏以达到最优角速度值，所述预判补偿单元内配置有预判策略，所述预判策略包括调取气象数据并根据补偿算法计算在预判阈值内实际温度对陀螺仪(1)角速度造成的误差并生成预判误差值，所述处理器调取预判误差值并结合气象数据反馈至陀螺仪(1)控制陀螺仪(1)进行补偿纠偏。2.根据权利要求1所述的一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台，其特征在于：所述缓冲总成(4)包括弹性机构(5)和阻尼机构(6)，所述弹性机构(5)包括定位框(51)和若干弹性件(52)，所述陀螺仪(1)本体设置于定位框(51)内，若干所述弹性件(52)设置于定位框(51)的边角处并与箱体(2)连接，所述阻尼机构(6)包括若干锁紧件(61)和阻尼件(62)，若干所述阻尼件(62)两端分别与定位框(51)和箱体(2)连接，所述锁紧件(61)用于将阻尼件(62)与定位框(51)和箱体(2)锁紧连接。3.根据权利要求2所述的一种大载荷机载三轴光纤陀螺云台，其特征在于：所述阻尼件(62)包括导接部和弯折部，所述箱体(2)和定位框(51)上分别连接导接部，所述弯折部用于分别与箱体(2)、定位框(51)上的导接部连接，所述弯折部呈120
°
角设置。4.根据权利要求1所述的一种大...

【专利技术属性】
技术研发人员：马贺平，谢骏驰，
申请(专利权)人：上海盛图遥感工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：