进行正交分解，以得到陀螺分解信号。坐标变换模块143分别与 陀螺信号分解电路142和壳体角度解码电路141相连，以对陀螺分解信号进行坐标变化，得 到转台运动角位置增量指令。
[0036] 在图2所示的示例中，陀螺控制柜140例如还可以包括:显示器、示波器、显示面板、 电源箱和警报器等。
[0037]总的来说，陀螺控制柜140的主要功能例如可以概述为:实现陀螺仪壳体翻滚启/ 停控制和壳体翻滚角度、壳体翻滚状态读取;实现陀螺仪角度传感器输出信号分解，并实时 输出转台内、外环轴的角运动指令信号;实时采集和记录陀螺仪的状态数据。
[0038]进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，上述的转台控制柜120包 括:转台驱动电机121(图中未示出）、转台角度传感器122(图中未示出）和转台运动控制模 块123。其中，转台驱动电机121，用于对转台台体110进行控制。转台角度传感器122用于检 测转台实时角位置信号，并输出转台角度传感器测得的实时角位置信号。转台运动控制模 块123分别与坐标变换模块143、转台驱动电机121和转台角度传感器122相连，以根据转台 实时角位置偏差信号通过转台驱动电机121对转台台体110进行控制。
[0039] 其中，在一些示例中，上述的转台实时角位置偏差信号例如记作ein、eciut，例如通过 如下方式得到：陀螺仪的角度传感器测量出陀螺偏角信号u，通过陀螺控制柜140的陀螺信 号分解电路142将u分解成两路正交信号u x、uy;然后通过陀螺控制柜140中的坐标变换模块 143将ux、u y转换成转台内、外环轴的运动角位置增量指令信号Δ rin(k)、Δ rcmt(k);转台控 制机柜120根据Δ rin(k)、Δ rcmt(k)和当前的内、外环轴角位置信号9in(k)、θ_(1〇产生内、 外环轴的运动角位置指令信号r in(k)、rciut(k);根据输入的内、外环轴的运动角位置指令信 号rin(k)、 rQUt(k)驱动转台运动到指定位置;其中，转台实时角位置偏差信号ein、eciut是内、 外环轴的运动角位置指令信号r in(k)、rciut(k)与转台角度传感器实时测得的转台角位置信 ^5* Θ in_m n Θ out mZ. 〇
[0040] 其中，在上述过程中，结合图3所示，各个信号的具体传输流程为:陀螺信号分解电 路142将陀螺仪角度传感器输出信号u分解成两路正交信号u x、uy，并通过RS422高速串口将 ux、uy数据实时发送到如图2中所示的串口 1(RS422高速串口）。进一步地，壳体角度解码电路 141实现陀螺仪壳体翻滚角度P的输出，坐标变换模块143完成坐标变换算法，将u x、uy转换成 转台内、外环轴的运动角位置增量指令信号A rin(k)、Δ rcmt(k)，并通过如图2中所示的串口 2(RS422高速串口）将Δ rin(k)、Δ rcmt(k)数据实时发送到转台控制柜120上。
[00411转台控制柜120通过RS422高速串口接收到角位置增量运动指令信号后，驱动转台 运动到指令位置。转台控制柜120通过RS422高速串口将转台实时角位置信号θ?η、θ_发送到 串口2(RS422高速串口）。进一步地，陀螺控制柜140通过串口4(RS232)将转台实时角位置信 号θιη、θ_发送到陀螺测试机柜150。陀螺测试机柜150中的陀螺漂移误差模型辨识软件根据 转台实时角位置信号θ ιη、θ_建立并输出陀螺仪的漂移误差模型，实现对陀螺仪的精度评 定。
[0042] 其中，在一些示例中，上述的陀螺偏角信号u的表示形式例如为：u = Asin( c〇t+ Φ )，其中，A为陀螺偏角信号的幅值，ω为陀螺转速，φ为陀螺偏角信号的相位。
[0043]上述的所述陀螺分解信号例如根据以下公式得到：
[0044]
[0045] 上述的转台内、外环轴的运动角位置增量指令信号Δ rin(k)、Δ rcmt(k)例如通过如 下公式得到：
[0046]
[0047] 其中，ρο为坐标变换角度零位，ρ为壳体翻滚角度，Pq为壳体翻滚角度零位。
[0048]上述的内、外环轴的运动角位置指令信号rin(k)、rciut(k)例如通过如下公式得到：
[0049]
[0050] 上述的转台实时角位置偏差信号ein、eciu^^U如通过如下公式得到：
[0051]
[0052]综上，在本实用新型中，转台工作于位置模式下，转台通过高速串口接收静电陀螺 仪输出的两路偏角信号并以此作为转台内、外环轴的运动指令信号，从而实现双轴转台伺 服跟踪陀螺仪。也即，本实用新型能够根据陀螺仪输出偏角信号和壳体翻滚角度值快速、准 确地解算出转台内、外环轴的运动指令数据，并将指令数据快速、可靠地传输给转台运动控 制丰吴块。
[0053]根据本实用新型实施例的基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置，不以 陀螺仪作为转台运动闭环控制系统的测量反馈元件，静电陀螺仪不是转台运动闭环控制系 统的组成部分，因此转台的运动性能不受陀螺仪性能的影响，该装置具有调试方便、鲁棒性 强和可靠性高的优点
[0054]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固 定"等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是 机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个 元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技 术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0055]在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以 在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域 的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进 行结合和组合。
[0056] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是 示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围 内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置，其特征在于，包括： 转台台体，所述转台台体用于装载陀螺仪，所述陀螺仪包括陀螺仪本体和陀螺仪壳体； 转台控制柜，所述转台控制柜与所述转台台体相连，以根据转台实时角位置偏差信号 对所述转台台体的进行运动闭环控制； 壳体翻滚控制电路，所述壳体翻滚控制电路与所述陀螺仪壳体相连，以控制所述陀螺 仪本体相对于所述陀螺仪壳体做周期性旋转运动； 陀螺控制柜，所述陀螺控制柜分别与所述陀螺仪、转台控制柜和所述壳体翻滚控制电 路相连，以对所述陀螺仪进行监测和控制，并获取壳体翻滚角度和陀螺偏角信号，以及根据 所述陀螺偏角信号生成转台运动角位置增量指令;以及 陀螺测试机柜，所述陀螺测试机柜分别与所述转台台体和所述转台控制柜相连，以根 据转台台体的内、外环轴角度位置数据建立陀螺漂移误差模型，并输出陀螺仪漂移误差测 试结果。2. 根据权利要求1所述的基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置，其特征在 于，所述陀螺控制柜包括： 壳体角度解码电路，所述壳体角度解码电路与所述壳体翻滚控制电路相连，以向所述 壳体翻滚控制电路发送壳体翻滚控制指令信号，并从所述壳体翻滚控制电路获取壳体角度 编码?目号； 陀螺信号分解电路，所述陀螺信号分解电路用于获取所述陀螺仪的陀螺偏角信号，并 对所述陀螺偏角信号进行正交分解，以得到陀螺分解信号； 坐标变换模块，所述坐标变换模块分别与所述陀螺信号分解电路和所述壳体角度解码 电路相连，以对所述陀螺分解信号进行坐标变换，得到转台运动角位置增量指令。3. 根据权利要求2所述的基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置，其特征在 于，所述转台控制柜包括： 转台驱动电机，用于对所述转台台体进行控制； 转台角度传感器，用于检测转台实时角位置信号，并输出转台角度传感器测得的实时 角位置信号； 转台运动控制模块，所述转台运动控制模块分别与所述坐标变换模块、转台驱动电机 和所述转台角度传感器相连，以根据转台实时角位置偏差信号通过所述转台驱动电机对所 述转台台体进行控制。4. 根据权利要求1所述的基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置，其特征在 于，所述转台台体通过滑环传输与陀螺仪相关的各类信号。
【专利摘要】本实用新型提出一种基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置，包括：转台台体，用于装载陀螺仪；转台控制柜，根据转台实时角位置偏差信号对转台台体的进行运动闭环控制；壳体翻滚控制电路，与陀螺仪壳体相连，以控制陀螺仪本体相对于陀螺仪壳体做周期性旋转运动；陀螺控制柜，与陀螺仪、转台控制柜和壳体翻滚控制电路相连，对陀螺仪进行监测和控制，并获取壳体翻滚角度和陀螺偏角信号，根据陀螺偏角信号生成转台运动角位置增量指令；陀螺测试机柜，与转台台体和转台控制柜相连，以根据转台台体的内、外环轴角度位置数据建立陀螺漂移误差模型，并输出陀螺仪漂移误差测试结果。本实用新型具有调试方便、鲁棒性强和可靠性高的优点。
【IPC分类】G01C25/00
【公开号】CN205175422
【申请号】CN201520717271
【发明人】李冬梅, 贺晓霞, 韩丰田, 李海霞, 谭巍
【申请人】清华大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年9月16日