【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械式闭环速率传感器领域，涉及一种微型机械陀螺闭环反馈回路，尤其涉及一种可提升挠性陀螺仪工作的微型机械陀螺闭环反馈回路。
技术介绍
1、机械式陀螺仪是制造相对简单、价格相对低廉、中精度惯性传感器，目前仍被大量用于飞行姿态控制以及惯性导航系统等军用及民用领域。随着科技进步，控制系统对传感器的综合精度和稳定性要求越来越高，不断提升惯性传感器的综合精度是惯性
持续性开展的科研课题之一。
2、机械式闭环陀螺仪虽为成熟产品，但因零件公差、配合间隙、电磁性能、信号器和力矩器绕线、装配等差异，不同个体在综合性能上存在一定的差异，过于追求一致性，减小差异，难度和成本将大幅增加。目前，配套于各种主机的机械式闭环陀螺仪，不少存在漂移大、稳定性差、系统抖动，陀螺仪组件个体复查又合格无故障的所谓系统匹配问题。究其原因，主要就是陀螺仪组件工作稳定性不足，受环境扰动收敛性差，带宽勉强保证90hz左右，造成了很大的人力、物力和财力损失，质量信誉受到严重影响。因此，机械式闭环陀螺仪具有一个性能优良、稳定性好的闭环反馈回路，可有效提升和保证陀螺组件的综合性能，提升产品质量，提高陀螺仪配套合格率，降低生产成本。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种可提升机械式闭环陀螺仪的惯性姿态控制系统的综合精度、可用于指导闭环工作的机械式陀螺仪伺服电路的标准化、以及可提高生产效率和产品质量的微型机械陀螺闭环反馈回路。
2、为了实现上述目的，本专利技
3、一种微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述微型机械陀螺闭环反馈回路包括陀螺仪信号输入端、陀螺仪激磁信号输入端、选频放大电路、解调移相电路、直流放大级电路、功放电路、陀螺力矩器、陷波校正电路以及电压信号输出端；所述陀螺仪信号输入端通过选频放大电路、解调移相电路、直流放大级电路、陷波校正电路以及功放电路接入陀螺力矩器；所述陀螺力矩器接入电压信号输出端；所述陀螺仪激磁信号输入端接入解调移相电路。
4、优选地，本专利技术所采用的选频放大电路包括电压信号输入端、可调电容c1、可调电阻r1、电容c2、电容c3、电阻r3、运算放大器n1、可调电阻r2、电阻r4、电容c5、电容c6以及电压信号输出端；所述陀螺仪信号输入端依次通过电压信号输入端、可调电容c1、可调电阻r1以及电容c3接入运算放大器n1的反相输入端；所述可调电阻r1通过可调电阻r2接地；所述电阻r4的一端接地，另一端接入运算放大器n1的正相输入端；所述可调电阻r1通过电容c2接入电压信号输出端；所述电容c3通过电阻r3接入电压信号输出端；所述运算放大器n1的正电源端通过电容c6接地；所述运算放大器n1的负电源端通过电容c5接地；所述运算放大器n1的输出端接入电压信号输出端；所述电压信号输出端接入解调移相电路。
5、优选地，本专利技术所采用的选频放大电路的中心频率是ωo＝1/[c2c3r3(r1*/r2)]1/2；
6、其中：
7、所述c2是电容c2的电容值；
8、所述c3是电容c3的电容值；
9、所述r3是电阻r3的电阻值；
10、所述r1*是可调电阻r1的电阻值；
11、所述r2是电阻r2的电阻值。
12、优选地，本专利技术所采用的解调移相电路包括电阻r11、电阻r12、比较器n6、电阻r13、电容c50、可调电阻r70、运算放大器n7、二极管v7、电阻r8、运算放大器n8、第一电容c11以及第二电容c11；所述选频放大电路接入运算放大器n8；所述电阻r11的一端接入比较器n6的反相输入端，另一端接入运算放大器n8；所述电阻r12与电阻r11并联；所述电阻r13的一端接地，另一端接入比较器n6的正相输入端；所述比较器n6的输出端接入运算放大器n8；所述陀螺仪激磁信号输入端通过电容c50接入运算放大器n7的正相输入端；所述可调电阻r70的一端接地，另一端接入运算放大器n7的正相输入端；所述运算放大器n7的反相输入端接地；所述运算放大器n7的负电源端接入电源负极；所述运算放大器n7的正电源端接入电源正极；所述运算放大器n7的输出端通过二极管v7接入运算放大器n8；所述电阻r8的一端接地，另一端接入运算放大器n8；所述运算放大器n8的正极电压脚通过第一电容c11接地；所述运算放大器n8的负极电压脚通过第二电容c11接地；所述运算放大器n8接入直流放大级电路。
13、优选地，本专利技术所采用的直流放大级电路包括可调电阻r14、电容c14、电阻r21、可调电阻r23、电容c21、比较器n2、电阻r22以及放大电路信号输出端；所述运算放大器n8通过可调电阻r14以及电阻r21接入比较器n2的反相输入端；所述电容c21的一端接入比较器n2的反相输入端，另一端接入放大电路信号输出端；所述可调电阻r23与电容c21并联；所述电容c14的一端接地，另一端通过电阻r21接入比较器n2的反相输入端；所述电阻r22的一端接地，另一端接入比较器n2的正相输入端；所述比较器n2的输出端通过放大电路信号输出端接入陷波校正电路。
14、优选地，本专利技术所采用的直流放大级电路的带宽不低于200hz；所述直流放大级电路的带宽的表达式是：
15、ω1＝1/(c21r23)
16、其中：
17、c21是电容c21的电容值；
18、r23是可调电阻r23的电阻值。
19、优选地，本专利技术所采用的陷波校正电路包括第一电阻r24、第一电阻r25、电阻r36、运算放大器n4、电容c11、电阻r39、电阻r40、电容c10、电容c12、电阻r37、第二电阻r24、第二电阻r25、电阻r26、比较器n3、第一电阻r29、可调电容c28、电容c14、电容c15、电容c16、第二电阻r29、可调电阻r30、电阻r28以及校正电路输出端；所述放大电路信号输出端通过第一电阻r24、第一电阻r25以及电阻r36接入运算放大器n4的正相输入端；所述第一电阻r24通过电容c10以及电阻r37接入第二电阻r24；所述第一电阻r25通过电容c11接地；所述电阻r39的一端接地，另一端接入运算放大器n4的反向相输入端；所述电阻r40的一端接入运算放大器n4的反向相输入端，另一端接入第二电阻r24；所述运算放大器n4的输出端接入第二电阻r24；所述电阻r36通过电容c12以及电阻r37接入第二电阻r24；所述第二电阻r24通过第二电阻r25以及电阻r26接入比较器n3的正相输入端；所述第二电阻r24通过电容c14分别接入第二电阻r29以及可调电阻r30；所述第二电阻r25通过电容c15分别接入第二电阻r29以及可调电阻r30；所述电阻r26通过电容c16分别接入第二电阻r29以及可调电阻r30；所述电阻r28的一端接地，另一端分别接入第二电阻r29以及可调电阻r30；所述第一电阻r29的一端接地，另一端接入比较器n3的反相输入端；所述可调电容c28的一端接入比本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述微型机械陀螺闭环反馈回路包括陀螺仪信号输入端、陀螺仪激磁信号输入端、选频放大电路、解调移相电路、直流放大级电路、功放电路、陀螺力矩器、陷波校正电路以及电压信号输出端；所述陀螺仪信号输入端通过选频放大电路、解调移相电路、直流放大级电路、陷波校正电路以及功放电路接入陀螺力矩器；所述陀螺力矩器接入电压信号输出端；所述陀螺仪激磁信号输入端接入解调移相电路。
2.根据权利要求1所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述选频放大电路包括电压信号输入端、可调电容C1、可调电阻R1、电容C2、电容C3、电阻R3、运算放大器N1、可调电阻R2、电阻R4、电容C5、电容C6以及电压信号输出端；所述陀螺仪信号输入端依次通过电压信号输入端、可调电容C1、可调电阻R1以及电容C3接入运算放大器N1的反相输入端；所述可调电阻R1通过可调电阻R2接地；所述电阻R4的一端接地，另一端接入运算放大器N1的正相输入端；所述可调电阻R1通过电容C2接入电压信号输出端；所述电容C3通过电阻R3接入电压信号输出端；所述运算放大器N1的正电源端通过电容C6
3.根据权利要求2所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述选频放大电路的中心频率是ωo＝1/[C2C3R3(R1*/R2)]1/2；
4.根据权利要求3所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述解调移相电路包括电阻R11、电阻R12、比较器N6、电阻R13、电容C50、可调电阻R70、运算放大器N7、二极管V7、电阻R8、运算放大器N8、第一电容C11以及第二电容C11；所述选频放大电路接入运算放大器N8；所述电阻R11的一端接入比较器N6的反相输入端，另一端接入运算放大器N8；所述电阻R12与电阻R11并联；所述电阻R13的一端接地，另一端接入比较器N6的正相输入端；所述比较器N6的输出端接入运算放大器N8；所述陀螺仪激磁信号输入端通过电容C50接入运算放大器N7的正相输入端；所述可调电阻R70的一端接地，另一端接入运算放大器N7的正相输入端；所述运算放大器N7的反相输入端接地；所述运算放大器N7的负电源端接入电源负极；所述运算放大器N7的正电源端接入电源正极；所述运算放大器N7的输出端通过二极管V7接入运算放大器N8；所述电阻R8的一端接地，另一端接入运算放大器N8；所述运算放大器N8的正极电压脚通过第一电容C11接地；所述运算放大器N8的负极电压脚通过第二电容C11接地；所述运算放大器N8接入直流放大级电路；所述运算放大器N8是OPA544T。
5.根据权利要求4所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述直流放大级电路包括可调电阻R14、电容C14、电阻R21、可调电阻R23、电容C21、比较器N2、电阻R22以及放大电路信号输出端；所述运算放大器N8通过可调电阻R14以及电阻R21接入比较器N2的反相输入端；所述电容C21的一端接入比较器N2的反相输入端，另一端接入放大电路信号输出端；所述可调电阻R23与电容C21并联；所述电容C14的一端接地，另一端通过电阻R21接入比较器N2的反相输入端；所述电阻R22的一端接地，另一端接入比较器N2的正相输入端；所述比较器N2的输出端通过放大电路信号输出端接入陷波校正电路。
6.根据权利要求5所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述直流放大级电路的带宽不低于200Hz；所述直流放大级电路的带宽的表达式是：
7.根据权利要求6所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述陷波校正电路包括第一电阻R24、第一电阻R25、电阻R36、运算放大器N4、电容C11、电阻R39、电阻R40、电容C10、电容C12、电阻R37、第二电阻R24、第二电阻R25、电阻R26、比较器N3、第一电阻R29、可调电容C28、电容C14、电容C15、电容C16、第二电阻R29、可调电阻R30、电阻R28以及校正电路输出端；所述放大电路信号输出端通过第一电阻R24、第一电阻R25以及电阻R36接入运算放大器N4的正相输入端；所述第一电阻R24通过电容C10以及电阻R37接入第二电阻R24；所述第一电阻R25通过电容C11接地；所述电阻R39的一端接地，另一端接入运算放大器N4的反向相输入端；所述电阻R40的一端接入运算放大器N4的反向相输入端，另一端接入第二电阻R24；所述运算放大器N4的输出端接入第二电阻R24；所述电阻R36通过电容C12以及电阻R37接入第二电阻R24；所述第二电阻R24通过第二电阻...
【技术特征摘要】
1.一种微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述微型机械陀螺闭环反馈回路包括陀螺仪信号输入端、陀螺仪激磁信号输入端、选频放大电路、解调移相电路、直流放大级电路、功放电路、陀螺力矩器、陷波校正电路以及电压信号输出端；所述陀螺仪信号输入端通过选频放大电路、解调移相电路、直流放大级电路、陷波校正电路以及功放电路接入陀螺力矩器；所述陀螺力矩器接入电压信号输出端；所述陀螺仪激磁信号输入端接入解调移相电路。
2.根据权利要求1所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述选频放大电路包括电压信号输入端、可调电容c1、可调电阻r1、电容c2、电容c3、电阻r3、运算放大器n1、可调电阻r2、电阻r4、电容c5、电容c6以及电压信号输出端；所述陀螺仪信号输入端依次通过电压信号输入端、可调电容c1、可调电阻r1以及电容c3接入运算放大器n1的反相输入端；所述可调电阻r1通过可调电阻r2接地；所述电阻r4的一端接地，另一端接入运算放大器n1的正相输入端；所述可调电阻r1通过电容c2接入电压信号输出端；所述电容c3通过电阻r3接入电压信号输出端；所述运算放大器n1的正电源端通过电容c6接地；所述运算放大器n1的负电源端通过电容c5接地；所述运算放大器n1的输出端接入电压信号输出端；所述电压信号输出端接入解调移相电路。
3.根据权利要求2所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述选频放大电路的中心频率是ωo＝1/[c2c3r3(r1*/r2)]1/2；
4.根据权利要求3所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述解调移相电路包括电阻r11、电阻r12、比较器n6、电阻r13、电容c50、可调电阻r70、运算放大器n7、二极管v7、电阻r8、运算放大器n8、第一电容c11以及第二电容c11；所述选频放大电路接入运算放大器n8；所述电阻r11的一端接入比较器n6的反相输入端，另一端接入运算放大器n8；所述电阻r12与电阻r11并联；所述电阻r13的一端接地，另一端接入比较器n6的正相输入端；所述比较器n6的输出端接入运算放大器n8；所述陀螺仪激磁信号输入端通过电容c50接入运算放大器n7的正相输入端；所述可调电阻r70的一端接地，另一端接入运算放大器n7的正相输入端；所述运算放大器n7的反相输入端接地；所述运算放大器n7的负电源端接入电源负极；所述运算放大器n7的正电源端接入电源正极；所述运算放大器n7的输出端通过二极管v7接入运算放大器n8；所述电阻r8的一端接地，另一端接入运算放大器n8；所述运算放大器n8的正极电压脚通过第一电容c11接地；所述运算放大器n8的负极电压脚通过第二电容c11接地；所述运算放大器n8接入直流放大级电路；所述运算放大器n8是opa544t。
5.根据权利要求4所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述直流放大级电路包括可调电阻r14、电容c14、电阻r21、可调电阻r23、电容c21、比较器n2、电阻r22以及放大电路信号输出端；所述运算放大器n8通过可调电阻r14以及电阻r21接入比较器n2的反相输入端；所述电容c21的一端接入比较器n2的反相输入端，另一端接入放大电路信号输出端；所述可调电阻r23与电容c21并联；所述电容c14的一端接地，另一端通过电阻r21接入比较器n2的反相输入端；所述电阻r22的一端接地，另一端接入比较器n2的正相输入端；所述比较器n2的输出端通过放大电路信号输出端接入陷波校正电路。
6.根据权利要求5所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述直流放大级电路的带宽不低于200hz；所述直流放大级电路的带宽的表达式是：
7.根据权利要求6所述的微型机械陀螺闭环反馈回路，其特征在于：所述陷波校正电路包括第一电阻r24、第一电阻r25、电阻r36、运算放大器n4、电容c11、电阻r...
【专利技术属性】
技术研发人员：费昌涛，付坤，陈凯，王德锁，吉时雨，
申请(专利权)人：陕西华燕航空仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：
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