[0034] 本实施例中，比较子模块采用比较器，比较器可用于对两个数据项进行比较，W确 定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较，并输出两个数据之间 的差值。另外，需要说明的是，此处的标准角速度数字信号是台体300处于水平状态时的加 速度数字参数。通过石英加速度计采集的加速度数字参数与预存储的标准加速度数字参数 进行相减即可得到校正差值，并依据校正差值生成控制量。
[0035] 所述调节子模块用于依据校正差值生成控制扭矩信号。
[0036] 本实施例中，所说的控制扭矩信号是指用于控制台体300回转处于水平状态的角 度大小的一种量化的电信号，台体300需要回转的角度越大，控制扭矩信号就越大，台体300 需要回转的角度越小，则控制扭矩信号就越小。
[0037] 另外，所述校正模块102还用于对获得的加速度数字参数进行滤波。
[0038] 本实施例中，校正模块102采用数字控制电路，该数字控制电路布置于控制电路 板，控制电路板设置于上述的容纳腔内。该数字控制电路主要包括DSP控制器、脉冲计数电 路、RDC电路、串口扩展电路，该DSP控制器采用哈佛流水线结构，能快速执行中断响应，并具 有统一的内存管理模式，具有精度高、成本低、功耗小、集成度高、存储容量大等优点。
[0039] 考虑到石英加速度计在采集到的加速度数字参数可能具有其他的干扰信号，由于 其他地干扰信号与加速度数字参数的频率不同，因此校正模块102中还包括滤波器，利用滤 波器只允许符合加速度数字参数的频率范围内的信号成分正常通过，并阻止其他频率范围 的干扰信号通过，对加速度数字参数进行滤波，使得滤波后的加速度数字参数与标准加速 度数字参数生成的校正差值更加精确，从而使得台体300最终的稳态精度更高。
[0040] DSP控制器内部集成有定时器和P丽模块，可用于程序定时设计;P丽模块可提供2 路可编程PWM输出，通过光禪隔离后输出到H开关，用于驱动控制模块105。
[0041 ] 本实施例中，DSP控制器使用串口控制忍片16C854扩展4路RS-422串口，每路具有 128字节FIFCL4路串口中两路接收光纤巧螺数字量，1路与重力仪控制显示系统通讯，1路预 留使用。使用CPLD实现外围器件的译码和逻辑控制。加速度模数转换电路的输出脉冲计数 由CPLD完成，所有脉冲输入信号均进行光禪隔离，同时做适当的硬件滤波处理，滤掉干扰脉 冲信号;C化D内部对脉冲输入信号高速采样，从软件上确保每个计数周期内不丢失计数脉 冲。DSP控制器扩展设计4路I/O输出，4路I/O输入。预留1路外部中断接口，采用光电隔离设 计，中断信号低电平有效，用于时间基准同步。
[0042] 数模转换模块103,用于将所述控制量转换成模拟电压信号。
[0043] 将控制扭矩信号转换为模拟电压信号，控制模块105可依据接收到的模拟电压信 号作出相应的角度控制。
[0044] 控制模块105,用于根据获得的模拟电压信号控制所述台体300保持水平状态。
[0045] 实际操作中，仅仅利用控制扭矩信号转化后的模拟电压信号强度很弱，控制模块 105直接利用该模拟电压信号是无法驱动台体300旋转的，因此需要利用功率放大模块104 将模拟电压进行放大再传递到控制模块105。在本实施例中，将模拟电压信号放大50~100 倍后，控制模块105即可依据放大后的模拟电压信号驱动台体300转动。
[0046] 本实施例中，控制模块105采用直流力矩电机，直流力矩电机是重力仪稳定平台的 执行机构，其作用是依据算式Gp(s) = (l/Kd)/(TmS+l)将功率放大模块104输出的模拟电压 信号转换成电磁力矩，从而平衡外界干扰力矩，隔离载体角运动，其中，Gp(S)为扭矩传递函 数，扭矩传递函数越大，电磁力矩就越大。具体地，在设计时，可根据载荷重量、质屯、偏移和 轴承摩擦情况，选择合适的直流力矩电机。具体计算公式为：（M/)胃寺I+M;+M王，其 中:^fc为电磁力矩，Mm为电机电刷摩擦力矩;Mc为控制力矩;^^z为轴承摩擦力矩。
[0047] 由于重力仪测量系统工作中没有大的冲击、振动、加速度等环境条件，选择直流力 矩电机容量时主要考虑直流力矩电机的控制力矩M。，其中，J为电机转动惯量，? 为电机转动角加速度。据初步估算框架转动惯量J含IKg ? m2,角加速度心，从而连 续堵转控制力矩Mg含5N ? m。 巧〇4引一般障况下，电机电巧峰擦力矩沁5XKT3N ? m，轴承摩擦力風。IXKT2N ? m，从而电 机连续堵转力矩可选为：
[0049]具体地，假设设a、e为台体300的相对于水平面的X轴偏离角和相对于水平面的Y轴 的偏离角，则台体300在静基座时的a、的十算公式为：
[0051]静基座调平精度主要取决于石英加速度计的零偏，如果要求横滚轴调平精度0< Si,则加速度数字参数相对于水平面的X轴的零偏需满足<gx為如果要求俯仰轴调平 9 精度Si,则加速度数字参数相对于水平面的巧由的零偏需满足IVyl^gx^
[0052]为了提高该海洋重力仪稳定平台调平装置的调平精度，所述加速度数字参数获得 模块101还用于依据所述加速度数字参数获得加速度数字参数相对于水平面的X轴的零偏 Vy和相对于水平面的Y轴的零偏Vy。
[005引所述校正模块102还用于判断叫是否小于gXS2,如果jV叫小于gXS 2,则依据X轴 的零偏生成第S调整量信号，W及用于判断|Vy|是否小于gXS2,如果|^叫小于邑乂52，依 据Y轴的零偏Vy生成第四调整量信号，所述控制模块105包括第一控制子模块和第二控制 子模块，所述第一控制子模块依据第=调整量信号控制所述台体300所在的平面与水平面X 轴方向的夹角减小，W使X轴的零偏I Vi'I小于g X S2，所述第二控制子模块依据第四调整量信 号对控制所述台体300所在的平面与水平面的夹角减小，W使Y轴的零偏IV I小于gXS2，S2 为预设定的第二高精度偏离角度，g为万有引力常数。
[0054]另一方面，当平台在晃动干扰加速度a(t)=amsin(?ht)作用下时，如果要满足a、e 分别小于82,需合理地设计回路带宽。设调平装置开环传递函数为G(s)=gGh(s)，在干扰加 速度作用下的调平装置的闭环传递函数算式为：
[0056]当S一 jwh时，如果|Gh(j?h) |〉〉1，贝贿
此时系统带宽《c〉《h，调平装置 对晃动干扰的抑制能力较弱，很难满足指标要求。所W在S^j COh时，一般使I Gh(j COh) I ?1， 即开环传递函数的带宽《 ^ ? h。此时有：
[0058] 如果在干扰频率COh处要得到较大衰减幅度
则回路开环传递函数 必须满足
[0059] 因此为了进一步提高该海洋重力仪稳定平台调平装置的调平精度，加速度数字参 数获得模块101还用于依据所述加速度数字参数获得加速度数字参数相对于水平面的X轴 的零偏和相对于水平面的Y轴的零偏。
[0060] 所述校正模块102还用于判断Gp(S)是否小于Si/aimg，如果否，则生成第一调整量 信号；W及用于判断Gp(S)是否小于Si/a2mg，如果否，贝性成第二调整量信号，所述控制模块 105包括第一控制子模块和第二控制子模块，所述第一控制子模块依据第一调整量信号控 审IJ所述台体300所在平面与水平面X轴方向的夹角减小，W使Gp(S)小于Si/aimg，所述第二控 制子模块依据第二调整量信号对控制所述台体300所在平面与水平面Y轴方向的夹角减小， W使Gp(S)小于Si/a2mg，其中，Si为预设定的第一高精度偏离角度，aim为X轴的零偏的峰值， asm为Y轴的零偏的峰值，g为万有引力常数。
[0061]另一方面，通过合理选择性能界Wi(S)、对象不确定界函数W2(s)可使闭环系统的灵 敏度函数S(S)和补灵敏度函数T(S)按希望的规律变化，保证系统具有较强的稳定性、良好 的跟踪能力W及抗干扰能力。另外，通过合理选择加权函数W3(S)可W限制控制信号的幅 值