【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陀螺仪输出相频特性测试，涉及一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法及系统。
技术介绍
1、陀螺仪属于惯性传感器中的一种，主要用于敏感外部载体的角运动，在惯性导航、姿态控制等领域得到了广泛应用。陀螺仪一个重要指标为相频特性，即外界输入真实角速度与陀螺仪输出角速度信号之间的相位延迟，当陀螺仪应用于姿态控制领域时该指标显得尤为重要。相频特性测试通常采用角振动台进行测试，由角振动台提供固定频率角振动信号，通过比对陀螺仪输出角速度信号和角振动输出的基准角速度信号从而得到不同频率下相频特性。传统陀螺仪多为模拟输出，而角振动输出基准信号也是模拟信号，此种情况下只需对两路模拟信号进行同步的模数转换采集即可实现相频特性测量。
2、目前随着陀螺仪行业不断发展，数字化已成为陀螺仪当下及未来发展的主流趋势。数字化陀螺仪由于其输出为数字信号，在进行相频测试时无法直接与角振动台输出的模拟基准信号进行比对分析。传统的做法是将角振动台输出的模拟信号单独进行模数转换，建立一个同步触发系统，该同步系统将陀螺仪输出的数字信号和转换后的振动台基准信号进行同步，在此基础上完成相频特性分析。
3、上述针对数字化陀螺相频特性的测试方法存在以下缺点：
4、(1)引入额外延时误差。该测试方法中需采用模数转换器将角振动台基准信号转换为数字信号，模数转换及数据发送过程存在固有延时，且多数情况下延时存在不可预知性，从而影响最终的相频测试准确性。
5、(2)同步系统设计复杂。该系统中需建立一个同步触发系统，用于将陀螺仪数据与角振
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
2、为此，本专利技术提供了一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法及系统。
3、本专利技术的技术解决方案如下：
4、根据一方面，提供一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法，该测试方法包括：
5、利用角振动台产生基准角振动运动并同时输出相关的模拟基准角速度信号；
6、将陀螺仪设置在角振动台上，所述陀螺仪敏感到角振动台产生的角振动运动后输出角速度信号；
7、将角振动台输出的模拟基准角速度信号转换为方波信号；
8、根据所述方波信号下降沿记录角振动台基准信号零相位时间t11、t12……；
9、在接收到陀螺仪输出的角速度信号时记录每一帧数据接收时间，并取接收到的角速度信号绝对值最小值对应时间为陀螺仪输出信号的零相位时间t31、t32……；
10、基于所述基准信号零相位时间和陀螺仪输出信号的零相位时间解算相位延迟信号。
11、进一步地，通过下式基于所述基准信号零相位时间和陀螺仪输出信号的零相位时间解算相位延迟信号：
12、
13、其中，
14、为相位延迟值；n为数据个数；t为信号周期。
15、进一步地，根据基准信号零相位时间解算所述信号周期t。
16、进一步地，通过下式根据基准信号零相位时间解算所述信号周期t：
17、
18、根据另一方面，提供一种数字输出陀螺仪相频特性测试系统，该系统包括：
19、角振动台，所述角振动台用于产生基准角振动运动并同时输出相关的模拟基准角速度信号；
20、陀螺仪，所述陀螺仪设置所述角振动台上，所述陀螺仪敏感到角振动台产生的角振动运动后输出角速度信号；
21、模拟信号量化单元，与所述角振动台通信连接，用于将角振动台输出的模拟基准角速度信号转换为方波信号；
22、数字信号处理单元，分别与所述陀螺仪和模拟信号量化单元通信连接，所述数字信号处理单元的内部时钟产生时间基准，根据输入的方波信号下降沿记录角振动台基准信号零相位时间t11、t12……；并在接收到陀螺仪输出的角速度信号时记录每一帧数据接收时间，取接收到的角速度信号绝对值最小值对应时间为陀螺仪输出信号的零相位时间t31、t32……；基于所述基准信号零相位时间和陀螺仪输出信号的零相位时间解算相位延迟信号。
23、进一步地，通过下式基于所述基准信号零相位时间和陀螺仪输出信号的零相位时间解算相位延迟信号：
24、
25、其中，
26、为相位延迟值；n为数据个数；t为信号周期。
27、进一步地，根据基准信号零相位时间解算所述信号周期t。
28、进一步地，通过下式根据基准信号零相位时间解算所述信号周期t：
29、
30、进一步地，所述的模拟信号量化单元为比较器。
31、进一步地，所述数字信号处理单元为一微处理器。
32、上述技术方案提出了一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法和系统，通过简单的外围器件(例如仅需比较器和微处理器)即可搭建数字陀螺仪相频特性测试系统，进而实现数字输出陀螺仪相频特性的精确测量。可见，本专利技术方案不会引入额外延时误差，且同步系统设计简单，同时保证了数字输出陀螺仪相频特性的精确测量。
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1.一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法，其特征在于，通过下式基于所述基准信号零相位时间和陀螺仪输出信号的零相位时间解算相位延迟信号：
3.根据权利要求2所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法，其特征在于，根据基准信号零相位时间解算所述信号周期T。
4.根据权利要求3所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法，其特征在于，通过下式根据基准信号零相位时间解算所述信号周期T：
5.一种数字输出陀螺仪相频特性测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：
6.根据权利要求5所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试系统，其特征在于，通过下式基于所述基准信号零相位时间和陀螺仪输出信号的零相位时间解算相位延迟信号：
7.根据权利要求6所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试系统，其特征在于，根据基准信号零相位时间解算所述信号周期T。
8.根据权利要求7所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试系统，其特征在于，通过下式根据基准信号零相位时间
9.根据权利要求5-8任一项所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试系统，其特征在于，所述的模拟信号量化单元为比较器。
10.根据权利要求5-9任一项所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试系统，其特征在于，所述数字信号处理单元为一微处理器。
...【技术特征摘要】
1.一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法，其特征在于，通过下式基于所述基准信号零相位时间和陀螺仪输出信号的零相位时间解算相位延迟信号：
3.根据权利要求2所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法，其特征在于，根据基准信号零相位时间解算所述信号周期t。
4.根据权利要求3所述的一种数字输出陀螺仪相频特性测试方法，其特征在于，通过下式根据基准信号零相位时间解算所述信号周期t：
5.一种数字输出陀螺仪相频特性测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：
6.根据权利要求5所述的一种数字输出陀螺...
【专利技术属性】
技术研发人员：申燕超，严浩，杨星辉，王汝弢，张菁华，刘飞，王永胜，姚远，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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