一种高动态角速率陀螺正交误差控制方法
【专利摘要】一种高动态角速率陀螺正交误差控制方法，该方法包括：（1）根据高动态角速率陀螺仪的核心三维敏感结构的振动机理，建立其等效动力学模型；（2）在等效动力学模型的基础上，分析高动态角速率陀螺仪正交误差的产生机理；（3）针对正交误差产生机理，设计闭环控制环路以及相应的控制器；（4）调节控制器参数，使其达到理想的控制效果。本发明采用理论推导、仿真分析和试验调试三者结合的方法，很好地解决了高动态角速率陀螺的正交误差控制问题，为高动态角速率陀螺的电路系统设计及控制算法设计提供了参考依据。
【专利说明】-种高动态角速率陀螺正交误差控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于固态振动巧螺【技术领域】，具体涉及一种高动态角速率巧螺正交误差控 制方法。
【背景技术】
[0002] 专利号为；ZL201010215745. 1，发明名称为；钟形振子式角速率巧螺的专利申请 提出了一种新型的高动态角速率巧螺，它是基于高动态环境下的特定需求而设计的一种谐 振子结构类似于中国古代大钟的固态振动巧螺。该巧螺利用处于高频谐振的对称壳体中 受激励驻波的哥氏效应来敏感角运动的测量。它除了继承固态振动巧螺所有惯性品质外， 还具有抗高振动、高冲击、高过载等高动态环境的独特性能，该是其它任何巧螺所无法比拟 的，具有广阔的应用前景。
[0003] 和已有各种巧螺仪一样，提高零偏稳定性、消除误差和漂移是一项重要而艰苦的 任务。对于高动态角速率巧螺而言，正交误差是最大的误差来源，必须通过有效措施进行补 偿或修正。已有的研究工作和成果虽然具有一定的借鉴意义，但由于高动态角速率巧螺的 振动机理、驱动方式、检测方法等都与现有巧螺有较大不同，使得动力学模型、正交误差机 理、W及基于此误差机理设计的控制环路都会有很大的不同，尤其是在控制环路的输入输 出变量选取、控制信号的提取方式、控制器参数的调节方法上，必须具有针对性和唯一性， 而不能借鉴现有成果。需要说明的是，正交误差项的区别不只是体现在个别参数的差异上， 也不能通过某些参数设置的修改就可使之与现有技术相一致。归根到底还是由于高动态角 速率巧螺与现有巧螺在工作机理、驱动检测方式上的差异造成的，该是二者固有的、本质的 差别。综上所述，迫切需要研发一种适用于高动态角速率巧螺的正交误差控制方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了消除高动态角速率巧螺的正交误差，提供了一种适用于高动 态角速率巧螺的正交误差控制方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 一种高动态角速率巧螺正交误差控制方法，包括W下步骤： 步骤1，根据高动态角速率巧螺仪的振动机理，建立其等效动力学模型； 步骤2,在等效动力学模型的基础上，分析其正交误差产生机理； 步骤3,针对正交误差模型，设计控制环路W及控制器； 步骤4,调节控制器参数，使其达到理想的控制效果。
[0006] 步骤1中，所述等效动力学模型为：
【权利要求】
1. 一种高动态角速率陀螺正交误差控制方法，其特征在于：包括以下步骤， 步骤1，根据高动态角速率陀螺的振动机理，建立其等效动力学模型； 步骤2,在等效动力学模型的基础上，分析其正交误差产生机理； 步骤3,针对正交误差产生机理，设计控制环路以及控制器； 步骤4,调节控制器参数，使其达到理想的控制效果。
2. 根据权利要求1所述的高动态角速率陀螺正交误差控制方法，其特征在于：步骤1 中所述的等效动力学模型为：
3. 根据权利要求1所述的高动态角速率陀螺正交误差控制方法，其特征在于：步骤2 中所述的正交误差产生机理为谐振子频率裂解的存在，对谐振子检测模态的输出信号造成 影响；影响机理为：
通过设计正交控制回路来消除。
4.根据权利要求1所述的高动态角速率陀螺正交误差控制方法，其特征在于： 控制器采用经典的PID控制；输出信号送入调制器中，将调制后得到的控制信号 JsimAp(3-11)施加到另一个正交控制电极上，完成一个闭环的正交控制回路。
【文档编号】G01C19/5691GK104501793SQ201410713351
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】苏中, 马晓飞, 付梦印, 李擎 申请人:北京信息科技大学, 北京理工大学