【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半球谐振陀螺检测，具体涉及一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法及系统。
技术介绍
1、半球谐振陀螺作为新一代惯性导航器件，其具有结构简单、测量精度高、故障率低寿命长等优点，在航空、航天与航海等领域已经得到了广泛的应用。
2、半球谐振陀螺通过测量可自由进动的半球谐振子振动的驻波方位角来表征外界的输入角度。采用高品质因数的半球谐振子和平板电极所构成的半球谐振陀螺，可以达到极高的测量精度。通过敏感平板电极上的两路检测信号，对其进行解调和控制可实现角度测量。然而在实际电路中adc前端的缓冲模拟电路难以保证两路检测信号具有相同的相位延迟。两路信号的相位不一致会导致解调出的测量角度及控制量存在误差，进而影响陀螺的精度。通过数字电路对速率积分半球谐振陀螺电路检测通道进行相位补偿对提高陀螺精度至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决由于半球谐振陀螺检测通道相位不一致，导致半球谐振陀螺测量与控制精度不准确的问题，进而提出一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法及系统。
2、一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，包括以下步骤：
3、步骤1、采用信号发生器产生一路频率为ω的正弦信号，将该信号同时接入陀螺控制电路的x、y两通道缓冲电路，两路信号输出分别经由adc转换成数字信号；基于频率控制回路产生的两组参考信号中的每组信号分别设置为具有不同初始相位的信号，记为替换参考信号；对已经转换成数字信号后的x、y
4、
5、其中，a1、a2分别为正弦信号经由x、y两通道adc电路后转换成数字信号的幅值，为正弦信号经由x、y两通道adc电路后转换成数字信号的幅值；t表示时间；vrc1、vrc2为两组参考信号中的一组参考信号vrc对应设置为的具有不同初始相位的信号，vrs1、vrs2为两组参考信号中的一组参考信号vrs对应设置为的具有不同初始相位的信号；为参考信号vrc、vrs的相位；φ为两组参考信号中的每组信号分别设置为具有不同初始相位的信号对应的初始相位，也是待补偿的相位；
6、步骤2、基于一次解调量cx、cy、sx、sy，辨识出经由两路通道后的相位差φ；
7、步骤3、通过修改频率控制回路产生的两组参考信号的初始相位，对步骤2所辨识的相位差进行补偿；
8、步骤4、对步骤3补偿后的cx、cy、sx、sy，进行观测，重复步骤2、步骤3进行迭代补偿，直到补偿满足cx＝cy＝0。
9、进一步地，x、y两通道缓冲电路信号经过adc后转换成的数字信号如下：
10、
11、其中，ω为输入正弦信号的频率。
12、进一步地，频率控制回路产生的两组参考信号为
13、进一步地，所述替换参考信号如下：
14、
15、
16、进一步地，步骤2辨识出经由两路通道后的相位差
17、一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿系统，所述系统包括：
18、替换参考信号生成单元：基于频率控制回路产生的两组参考信号中的每组信号分别设置为具有不同初始相位的信号，即替换参考信号；
19、乘法解调单元：对已经转换成数字信号的x、y两路信号与替换参考信号进行乘法解调，再经由低通滤波器后获得一次解调量cx、cy、sx、sy：
20、
21、其中，a1、a2分别为正弦信号经由x、y两通道adc电路后转换成数字信号的幅值，为正弦信号经由x、y两通道adc电路后转换成数字信号的幅值；t表示时间；vrc1、vrc2为两组参考信号中的一组参考信号vrc对应设置为的具有不同初始相位的信号，vrs1、vrs2为两组参考信号中的一组参考信号vrs对应设置为的具有不同初始相位的信号；为参考信号vrc、vrs的相位；φ为两组参考信号中的每组信号分别设置为具有不同初始相位的信号对应的初始相位，也是待补偿的相位；
22、相位差辨识单元：基于一次解调量cx、cy、sx、sy，辨识出经由两路通道后的相位差φ；
23、相位差补偿单元：通过修改频率控制回路产生的两组参考信号的初始相位，对所辨识的相位差进行补偿；
24、补偿观测单元：对相位差补偿单元补偿后的cx、cy、sx、sy，进行观测，并判定是否满足cx＝cy＝0，不满足发送信号给相位差辨识单元继续辨识，进而通过相位差补偿单元继续补偿，直到补偿满足cx＝cy＝0。
25、进一步地，已经转换成数字信号的x、y两路信号如下：
26、
27、其中，ω为输入正弦信号的频率。
28、进一步地，频率控制回路产生的两组参考信号为
29、进一步地，所述替换参考信号如下：
30、
31、
32、进一步地，相位差辨识单元辨识出经由两路通道后的相位差
33、
34、有益效果
35、利用本专利技术进行实验，补偿后的cx与cy稳定在零附近，半球谐振陀螺控制电路x、y两通道的相位差由原来的0.5362°降低为0.0032°，补偿效果明显。提高了半球谐振陀螺的控制精度与角度检测精度，能够有效的解决半球谐振陀螺电路部分由于缓冲电路导致的信号经由两路检测通道传输后相位不一致的问题，进一步的提升了半球谐振陀螺的整体性能。
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1.一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，x、y两通道缓冲电路信号经过ADC后转换成的数字信号如下：
3.根据权利要求2所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，频率控制回路产生的两组参考信号为
4.根据权利要求3所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，所述替换参考信号如下：
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，步骤2辨识出经由两路通道后的相位差
6.一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿系统，其特征在于，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿系统，其特征在于，已经转换成数字信号的x、y两路信号如下：
8.根据权利要求7所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿系统，其特征在于，频率控
9.根据权利要求8所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿系统，其特征在于，所述替换参考信号如下：
10.根据权利要求6至9任意一项所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿系统，其特征在于，相位差辨识单元辨识出经由两路通道后的相位差
...【技术特征摘要】
1.一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，x、y两通道缓冲电路信号经过adc后转换成的数字信号如下：
3.根据权利要求2所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，频率控制回路产生的两组参考信号为
4.根据权利要求3所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，所述替换参考信号如下：
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种半球谐振陀螺检测通道信号相位不一致误差补偿方法，其特征在于，步骤2辨识出经由两路通道后的相位差
【专利技术属性】
技术研发人员：伊国兴，王宁，魏振楠，孙一为，关泽源，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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