一种惯性平台系统陀螺仪力矩器系数标定方法与流程

本发明涉及一种惯性平台系统陀螺仪力矩器系数标定方法，可用于导弹或武器用平台系统陀螺仪力矩器系数标定中，属于惯性平台系统标定领域。

背景技术：

惯性平台系统一般由三个陀螺仪组成，每个陀螺仪包含一个陀螺仪力矩器，导弹或武器系统在发射前需要对惯性平台系统误差系数进行标定，陀螺仪标定一般采用力反馈方法，力反馈方法需要首先标定陀螺仪力矩器系数，陀螺仪力矩器的标定精度影响平台系统标定精度，进而影响导弹或武器系统落点精度。

陀螺仪力矩器系数标定目前采用方法为：将被标定陀螺仪通过惯性平台系统转位功能转动到竖直位置，台体处理调平状态，给被标定陀螺仪正、反各加矩600秒，通过利用惯性平台系统处于竖直方向的框架角在相同时间内正、反转过不同的角度值计算得到陀螺仪力矩器系数。这种方法的缺点是：①当惯性平台系统基座不水平时，竖直方向框架角测量值不能正确反应竖直陀螺仪转动角度，引起力矩器标定误差，对标定环境中平台系统基座水平度要求较高(角分级)。②框架角传感器采用了双通道多极旋转变压器，存在谐波误差，由于正、反加矩转动角度不等，谐波误差将导致力矩器标定误差。因此，为了能够提高陀螺仪力矩器标定精度，需要提出一种高精度力矩器系数标定方法。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足之处，提供一种惯性平台系统陀螺仪力矩器系数标定方法，降低对标定环境中平台系统基座水平度的要求，降低现有框架角传感器谐波误差对标定精度的影响，提高力矩器标定精度。

本发明的技术解决方案是：一种惯性平台系统陀螺仪力矩器系数标定方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：惯性平台系统置于摆放基座上，通电至正常工作，转动惯性平台系统的平台台体使得被标定陀螺仪处于竖直位置，平台台体水平轴根据水平方向的框架角进行锁定控制；

步骤二：当步骤一中的被标定陀螺仪处于竖直位置时，记录竖直方向上的框架角值为θ1，起始时刻为t1，给被标定陀螺仪正向加矩，加矩控制字为i1＝i，竖直方向上的框架角将减小，当竖直方向上的框架角值变为时，停止加矩，记录停止时刻为t2；

步骤三：步骤二中停止加矩一段时间后记录起始时刻为t3，t3时刻对应的竖直方向上的框架角值为θ3，给被标定陀螺仪负向加矩，加矩控制字为i2＝-i，竖直方向上的框架角将增加，当竖直方向上的框架角值变为时，停止加矩，记录停止时刻为t4；

步骤四：根据步骤二中的加矩控制字、正向加矩起始时刻、正向加矩停止时刻和步骤三中的负向加矩起始时刻、负向加矩停止时刻得到被标定陀螺仪力矩器系数。

上述惯性平台系统陀螺仪力矩器系数标定方法中，在步骤四中，被标定陀螺仪力矩器系数计算公式如下：

其中，n为框架角传感器极对数、t1为正向加矩起始时刻、t2为正向加矩停止时刻、t3为负向加矩起始时刻、t4为负向加矩停止时刻、k为被标定陀螺仪力矩器系数。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明标定力矩器系数时，惯性平台系统台体水平轴根据水平方向框架角传感器处于锁定状态，与已有标定方法中根据石英加速度计处于调平状态相比，竖直方向上的框架角更能准确反应被标定陀螺仪转动角度，降低了对标定时惯性平台系统摆放基座水平度的要求，摆放基座不水平度由原来的角分级提高到2度以上，提高了力矩器系数标定的环境适应性；

(2)本发明采用竖直方向上的框架角正、负转动角度变化量相等，且角度变化量与框架角传感器极对数有关，与已有标定方法相比，减小了框架角传感器由于极对数而产生的测量误差的影响，提高了标定精度。

附图说明

图1为本发明的惯性平台系统陀螺仪力矩器系数标定系统的框架图；

图2为本发明的惯性平台系统陀螺仪力矩器系数标定方法流程图；

图3为平台系统基座不水平度对本发明标定方法与已有标定方法力矩器系数标定结果对比图；

图4为本发明标定方法与已有标定方法多次试验对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的描述。

如图1所示，本发明所采用的惯性平台系统力矩器标定系统包括惯性平台系统1、平台电路箱3、平台测试机柜4与摆放基座2，其中，惯性平台系统1包括台体、基座、陀螺仪和框架角传感器；框架角传感器采用双通道多极旋转变压器，极对数一般为32、64等；将惯性平台系统1、平台电路箱3放置于摆放基座2上，平台电路箱3与惯性平台系统1相连接，平台电路箱3用于给惯性平台系统1供电及控制与监测平台本体的正常运行，平台测试机柜4与平台电路箱3相连接，平台测试机柜4用来给平台电路箱3发控制指令以及显示惯性平台系统1的运行情况。

图2为本发明的惯性平台系统陀螺仪力矩器系数标定方法流程图。如图2所示，该惯性平台系统陀螺仪力矩器系数标定方法包括如下步骤：

步骤一：惯性平台系统1置于摆放基座2上，通电至正常工作，转动惯性平台系统1的平台台体使得被标定陀螺仪处于竖直位置，平台台体水平轴根据水平方向的框架角进行精确锁定控制；

步骤二：当步骤一中的被标定陀螺仪处于竖直位置时，记录竖直方向上的框架角值为θ1，起始时刻为t1，给被标定陀螺仪正向加矩，加矩控制字为i1＝i，竖直方向上的框架角将减小，当竖直方向上的框架角值变为时，停止加矩，记录停止时刻为t2；

步骤三：步骤二中停止加矩一段时间后记录起始时刻为t3，t3时刻对应的竖直方向上的框架角值为θ3，给被标定陀螺仪负向加矩，加矩控制字为i2＝-i，竖直方向上的框架角将增加，当竖直方向上的框架角值变为时，停止加矩，记录停止时刻为t4；

步骤四：根据步骤二中的加矩控制字、正向加矩起始时刻、正向加矩停止时刻和步骤三中的负向加矩起始时刻、负向加矩停止时刻得到被标定陀螺仪力矩器系数。

在步骤一中，惯性平台系统1通电至正常工作，将平台台体转动到某位置，该位置使得被标定陀螺仪处于竖直位置，平台台体水平轴根据水平框架角处于锁定状态。

在步骤二中，记录步骤一中的竖直方向上的框架角值为θ1，时间为t1，给竖直位置陀螺仪正向加矩，加矩控制字为i1＝i，竖直位置框架角将减小，当框架角值变为时，停止加矩，记录时间为t2。

在步骤三中，记录目前竖直位置框架角值为θ3，时间为t3，给竖直位置陀螺仪负向加矩，加矩控制字为i2＝-i，竖直位置框架角将增加，当框架角值变为时，停止加矩，记录时间为t4。

在步骤四中，竖直位置陀螺仪力矩器系数计算公式为：

其中，n表示框架角传感器极对数；i表示加矩控制字，加矩控制字为对陀螺仪力矩器进行数字化控制的输入量表征，单位为：lsb；t1、t2、t3、t4分别表示正向加矩起止时间、负向加矩起止时间，单位为秒。k单位为：°/h/lsb。

如图3所示，在摆放基座不水平的情况下，利用本发明标定方法与已有标定方法进行试验，各进行4次试验，前三次试验摆放基座水平度在1角分以内，第4次试验摆放基座水平度大于2度，从试验结果可以看出，已有标定方法力矩器系数受摆放基座水平度影响较大，而本发明标定方法力矩器系数不受摆放基座水平度的影响，本发明方法对标定环境的要求更低，环境适应性更好。

如图4所示，利用本发明方法与已有标定方法对某平台系统陀螺仪力矩器系数进行多次试验，不同试验中框架角传感器转动的角度不同，从试验结果可以看出，本发明方法力矩器系数标定稳定性高于已有标定方法，且不随框架角传感器角度的不同而变化，减小了框架角传感器由于极对数而产生的测量误差的影响，提高了标定精度。

本发明标定力矩器系数时，惯性平台系统台体水平轴根据框架角传感器处于锁定状态，与已有标定方法中调平状态相比，竖直方向上的框架角更能准确反应被标定陀螺仪转动角度，降低了对标定时惯性平台系统摆放基座水平度的要求，摆放基座不水平度由原来的角分级提高到2度以上，提高了力矩器系数标定的环境适应性；并且本发明采用竖直方向上的框架角正、负转动角度变化量相等，且角度变化量与框架角传感器极对数有关，与已有标定方法相比，减小了框架角传感器由于极对数而产生的测量误差的影响，提高了标定精度。

以上所述的实施例只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。