本发明专利技术提供了一种力矩再平衡电路，包括前置放大电路、解调电路、放大校正电路、调制电路、校正参数控制电路、单片机电路、加法器电路、低通滤波电路、控制阻塞电路、力矩器功放电路、窗口电压比较器电路、窗口电压控制电路和或门电路。以陀螺转子自转角速率为基准，对角度传感器的X轴、Y轴两路转角信号进行正交调制和矢量合成，合成的信号包含转子转角的相位和幅值信息，根据合成矢量交流施矩，完成了传统交叉施矩中两个力矩器的作用，可以将这种合成施矩看作沿空间两个虚拟轴分别施矩的合成形式，实现单力矩器对陀螺双轴施矩控制。实现单力矩器对陀螺双轴施矩控制。实现单力矩器对陀螺双轴施矩控制。
【技术实现步骤摘要】
一种力矩再平衡电路
[0001]本专利技术属于电子电路
，具体涉及一种力矩再平衡电路。
技术介绍
[0002]应用于捷联系统中的动力调谐陀螺仪必须工作于闭环状态。它将其传感器产生的与陀螺仪进动角成比例的电压信号变换成电流信号，通入力矩器，产生绕输出轴的力矩，迫使陀螺仪绕输入轴进动。当这一进动的角速度与输入角速度方向相同、大小相等时，陀螺仪主轴达到新的平衡状态，由原来的静止平衡状态过渡到新的运动平衡状态。通常称这一平衡为再平衡，其力反馈回路称为再平衡回路。再平衡回路由角度传感器、力矩再平衡电路和力矩器组成。
[0003]一般动力调谐陀螺每根轴上均有一对角度传感器和一对力矩器。研究的动力调谐陀螺仪的角度传感器由位于X轴、Y轴的两对正交的传感器构成，每对传感器均工作于差动状态，相同于一般动力调谐陀螺；而力矩器只有一个力矩器线圈和一对扇形永久磁铁，力矩器线圈的轴线与电机轴相一致。但现有的两个独立交差控制回路不能适用于单力矩器结构。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种力矩再平衡电路，以解决传统交叉力矩再平衡电路对单力矩器结构的不适用问题。
[0005]一种力矩再平衡电路，包括前置放大电路、解调电路、放大校正电路、调制电路、校正参数控制电路、单片机电路、加法器电路、低通滤波电路、控制阻塞电路、力矩器功放电路、窗口电压比较器电路、窗口电压控制电路和或门电路；
[0006]前置放大电路，前置放大电路共有两路，每路前置放大电路的输入端与陀螺上的一个角度传感器相连，每路前置放大电路的输出端与一路解调电路输入端相连；
[0007]解调电路，解调电路两路共有两路，每路解调电路输出端连接一路窗口电压比较器电路输入端和一路放大校正电路输入端；每路解调电路输出端还连接至一个角度传感器，提供激磁信号；
[0008]放大校正电路，放大校正电路共有两路，每路放大校正电路输出端连接至一路调制电路输入端；
[0009]调制电路，调制电路共有两路，两路调制电路输出端均连接至加法器电路输入端；
[0010]校正参数控制电路，校正参数控制电路输入端与单片机电路相连，输出端连接至两路放大校正电路，用于控制两路放大校正电路状态切换；
[0011]单片机电路，单片机电路输出端分别与两路调制电路、控制阻塞电路、窗口电压控制电路的输入端相连；
[0012]加法器电路，加法器电路输出端与低通滤波电路输入端相连；
[0013]低通滤波电路，低通滤波电路输出端与控制阻塞电路输入端相连；
[0014]控制阻塞电路，控制阻塞电路输出端与力矩器功放电路输入端相连；
[0015]力矩器功放电路，力矩器功放电路输出端连接有力矩器；
[0016]窗口电压比较器电路，窗口电压比较器电路共有两路，两路窗口电压比较器电路的输出端均与或门电路输入端相连；
[0017]窗口电压控制电路，窗口电压控制电路输出端连接至两路窗口电压比较器电路输入端；
[0018]或门电路，或门电路输出端连接至单片机电路输入端。
[0019]所述前置放大电路包括电阻R2、运算放大器U2、电阻R1和电容C5，电阻R1和电容C5并联后一端接至电阻R2一端，另一端连接模拟地；电阻R2另一端连接至运算放大器U2；电阻R3和电容C6并联后两端均连接运算放大器U2；运算放大器U2连接有电阻R4、电容C7、电容C8、角度传感器差动输出、解调电路。
[0020]所述解调电路包括解调芯片U3、电容C11、电容C12、电阻R7、电容C16、电容C18和电容C17，解调芯片U3连接有电容C9、电阻R5、电容C10、电阻R6、电容C13、电容C14、电阻R8和电阻R9；电容C9另一端连接至前置放大电路，电阻R5、电容C10、电阻R6、电容C13、电容C14、两端均与解调芯片U3相连，电容C11和电容C12并联后一端与解调芯片U3相连，电阻R7和电容C16并联后两端均与解调芯片U3相连，电阻R8另一端连接有电位器RV1，电阻R9另一端连接至电位器RV1另一端，电容C18和电容C17并联后一端连接解调芯片U3，解调芯片U3与窗口电压比较器电路、放大校正电路和角度传感器相连，为窗口电压比较器电路、放大校正电路提供输入信号，为角度传感器提供激磁信号。
[0021]所述控制阻塞电路，包括四路单刀单掷模拟开关U11、电阻R36、电阻R37、电容C35、电容C32、电容C33和电容C34，电阻R36和电阻R37一端均连接至低通滤波电路，电阻R37另一端连接四路单刀单掷模拟开关U11和电容C35，电容C35另一端连接力矩器功放电路，电阻R36另一端连接四路单刀单掷模拟开关U11，电容C32、电容C33和电容C34一端与四路单刀单掷模拟开关U11相连，另一端接地。
[0022]所述单片机电路为PSoC单片机CY8C26443。
[0023]校正参数控制电路包括两路模拟开关U5A，两路模拟开关U5A与单片机电路和两路放大校正电路相连，两路模拟开关U5A还连接有电容C36、电容C37和电容C38，电容C36、电容C37和电容C38另一端均接地。
[0024]所述窗口电压比较器电路包括电阻R15，电阻R16、电阻R17、电阻R20、电阻R22和电阻R23，电阻R15另一端连接有电阻R19，电阻R16另一端连接有电阻R21，电阻R17一端连接电阻R15和电阻R19的公共端，另一端连接窗口电压控制电路，电阻R18一端连接电阻R15和电阻R19的公共端，另一端连接电阻R16和电阻R21的公共端，以及窗口电压控制电路，电阻R19不和电阻R15连接的另一端连接有二极管D1正端和比较器U6，电阻R21不和电阻R16连接的另一端连接有二极管D2负端和比较器U6，二极管D1负端、二极管D2正端和电阻R20一端连接，电阻R20另一端连接解调电路，电阻R22两端均与比较器U6相连，电阻R23一端连接+5V，另一端连接比较器U6，比较器U6连接或门电路。
[0025]所述窗口电压控制电路包括两路模拟开关U5B，两路模拟开关U5B分别与单片机电路和两路窗口电压比较器电路相连。
[0026]本专利技术的有益效果在于：
[0027]1、通过前置放大电路进行滤波，将差动角度传感器输出的微弱信号滤波放大后输出，以滤除转子端面跳动引起的误差，并提高信噪比，便于阻抗匹配。
[0028]2、以陀螺转子自转角速率为基准，对角度传感器的X轴、Y轴两路转角信号进行正交调制和矢量合成，合成的信号包含转子转角的相位和幅值信息，根据合成矢量交流施矩，完成了传统交叉施矩中两个力矩器的作用，可以将这种合成施矩看作沿空间两个虚拟轴分别施矩的合成形式，实现单力矩器对陀螺双轴施矩控制。
附图说明
[0029]图1是力矩再平衡电路原理框图；
[0030]图2是单片机电路；
[0031]图3是前置放大电路；
[0032]图4是解调电路；
[0033]图5是放大校正电路；
[0034]图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种力矩再平衡电路，其特征在于：包括前置放大电路(1)、解调电路(2)、放大校正电路(3)、调制电路(4)、校正参数控制电路(5)、单片机电路(6)、加法器电路(7)、低通滤波电路(8)、控制阻塞电路(9)、力矩器功放电路(10)、窗口电压比较器电路(11)、窗口电压控制电路(12)和或门电路(13)；前置放大电路(1)，前置放大电路(1)共有两路，每路前置放大电路(1)的输入端与陀螺上的一个角度传感器相连，每路前置放大电路(1)的输出端与一路解调电路(2)输入端相连；解调电路(2)，解调电路(2)两路共有两路，每路解调电路(2)输出端连接一路窗口电压比较器电路(11)输入端和一路放大校正电路(3)输入端；每路解调电路(2)输出端还连接至一个角度传感器，提供激磁信号；放大校正电路(3)，放大校正电路(3)共有两路，每路放大校正电路(3)输出端连接至一路调制电路(4)输入端；调制电路(4)，调制电路(4)共有两路，两路调制电路(4)输出端均连接至加法器电路(7)输入端；校正参数控制电路(5)，校正参数控制电路(5)输入端与单片机电路(6)相连，输出端连接至两路放大校正电路(3)，用于控制两路放大校正电路(3)状态切换；单片机电路(6)，单片机电路(6)输出端分别与两路调制电路(4)、控制阻塞电路(9)、窗口电压控制电路(12)的输入端相连；加法器电路(7)，加法器电路(7)输出端与低通滤波电路(8)输入端相连；低通滤波电路(8)，低通滤波电路(8)输出端与控制阻塞电路(9)输入端相连；控制阻塞电路(9)，控制阻塞电路(9)输出端与力矩器功放电路(10)输入端相连；力矩器功放电路(10)，力矩器功放电路(10)输出端连接有力矩器；窗口电压比较器电路(11)，窗口电压比较器电路(11)共有两路，两路窗口电压比较器电路(11)的输出端均与或门电路(13)输入端相连；窗口电压控制电路(12)，窗口电压控制电路(12)输出端连接至两路窗口电压比较器电路(11)输入端；或门电路(13)，或门电路(13)输出端连接至单片机电路(6)输入端。2.根据权利要求1所述的一种力矩再平衡电路，其特征在于：所述前置放大电路(1)包括电阻R2、运算放大器U2、电阻R1和电容C5，电阻R1和电容C5并联后一端接至电阻R2一端，另一端连接模拟地；电阻R2另一端连接至运算放大器U2；电阻R3和电容C6并联后两端均连接运算放大器U2；运算放大器U2连接有电阻R4、电容C7、电容C8、角度传感器差动输出、解调电路(2)。3.根据权利要求1所述的一种力矩再平衡电路，其特征在于：所述解调电路(2)包括解调芯片U3、电容C11、电容C12、电阻R7、电容C16、电容C18和电容C17，解调芯片U3连接有电容C9、电阻R5、电容C10、电阻R6、电容C13、电容C14、电阻R8和电...
【专利技术属性】
技术研发人员：阎嘉莹，刘倩，李可心，张春华，张元元，
申请(专利权)人：中船重工西安东仪科工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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