一种伺服加速度计动态性能检测系统和方法与流程

本发明属于加速度计性能测试技术领域，具体涉及一种伺服加速度计动态性能检测系统和方法。

背景技术：

在航空、航天、航海等领域中，加速度计作为惯性导航系统中的重要组成之一，其性能直接关系到载体导航精度，其重要程度得到业内的一致认可。在加速度计评价体系中，静态性能决定了惯导系统的稳定性和重复性，与此同时，在载体进行不同频率、不同速率的运动过程中，动态性能同样直接影响导航系统的精度。通常，加速度计的动态性能包括带宽、超调量、低频增益、相角余度、高频增益等。所以，加速度计的动态性能需要有科学且方便的测试方法进行评价。

按照《gjb1037a-2004单轴摆式伺服线加速度计试验方法》，加速度计动态性能按照电模拟法进行测试，需要将外部信号接入到加速度计伺服电路，然后在加速度计输出端进行信号采集处理，随后通过信号分析完成测试。此方法只针对电流输出型加速度计适用，电压输出型加速度计则不能使用。另外，此方法在实际操作过程中需要破坏加速度计伺服电路，从电路中间加入外部信号进行测试，具有工艺风险，且操作繁琐。而且，采用此方法进行不同性能评价时，需要选取不同的测试点进行采集信号，操作繁琐。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种伺服加速度计动态性能检测系统和方法，所述系统和方法在实际操作过程中，不需要破坏加速度计伺服电路，工艺风险小，且操作简单。

按照本发明的一个方面，提供一种伺服加速度计动态性能检测系统，包括：

加速度计信号处理单元，用于采集加速度计电流信号或者电压信号，对采集的电流信号进行i-v转换，或对采集的电压信号进行放大，并输出处理后的信号；

信号发生单元，用于根据动态性能测试需要，产生测试所需信号；

加法器，用于将加速度计信号处理单元输出的信号和信号发生单元产生的信号进行加法叠加；

系统动态性能测试控制单元，用于同时接收加法器、信号发生单元和加速度计信号处理单元输出的信号，根据动态性能测试要求，选择并输出信号，所述信号可以是接收的部分或全部信号；

频率分析单元，用于接收系统动态性能测试控制单元选择并输出的信号，进行时域或者频域的分析，从而实现动态测试中闭环和开环的各项性能测试，可避免传统测试过程中通过测试点的不断调整而导致的复杂性和不可靠。

按照本发明的另一个方面，提供一种伺服加速度计动态性能检测方法，包括：

采集加速度计电流信号或者电压信号，对采集的电流信号进行i-v转换，或对采集的电压信号进行放大，并输出处理后的信号；

根据动态性能测试需要，产生测试所需信号；

将所述处理后的信号和测试所需信号进行加法叠加；

同时接收所述处理后的信号、测试所需信号和叠加信号，根据动态性能测试要求，选择并输出信号，所述信号可以是接收的部分或全部信号；

接收所述选择并输出的信号，进行时域或者频域的分析，从而实现动态测试中闭环和开环的各项性能测试。

本发明的系统和方法具有以下有益效果：

电流或电压信号输出加速度计均可适用：本发明利用i-v转换和电压放大的原理，采用归一化电路的加速度计信号处理单元，对加速度计输出的电流信号或者电压信号均可进行处理，得到统一的电压信号输出到加法器环节。

加法器实现信号加载：本发明采用运算放大中加法器的原理，将加速度计信号处理单元输出的信号和信号发生单元产生的信号进行物理叠加，在物理上上实现加法运算。同时，采用加法器的形式，避免了传统信号加载过程中破坏加速度计伺服电路的弊端。

测试项目灵活调整：本发明采用系统动态性能测试控制单元控制测试信号的选择和输出，从而完成不同的测试项目。避免了传统测试中人为干预的不确定性，解决通过测试点的不断调整来进行不同测试而带来的复杂性和不可靠。

附图说明

图1为本发明的伺服加速度计动态性能检测系统的结构示意图。

其中，1-加速度计信号处理单元、2-信号发生单元、3-加法器、4-系统动态性能测试控制单元、5-频率分析单元。

具体实施方式

为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案及优点，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

参见图1，本发明的伺服加速度计动态性能检测系统包含加速度计信号处理单元1、信号发生单元2、加法器3、系统动态性能测试控制单元4、频率分析单元5。在测试中，将伺服加速度计的输出接入加速度计信号处理单元1，电流信号或者电压信号通过加速度计信号处理单元1转换为电压信号后，输出到加法器3一个输入端和系统动态性能测试控制单元4的一个输入端。信号发生单元2产生波形信号，输出到加法器3的第二个输入端和系统动态性能测试控制单元4的第二个输入端。加速度计信号处理单元1输出的信号和信号发生单元2输出的信号在加法器3中进行加法运算，结果输出到系统动态性能测试控制单元4的第三个输入端。系统动态性能测试控制单元4根据动态测试中闭环和开环的各项性能测试所需的信号，选择接收到的三路输入信号中的部分信号，输出到频率分析单元5中。频率分析单元5对接收到的信号进行频率分析，得到最终结果，从而实现动态测试中闭环和开环的各项性能测试。

下面，对采用本发明进行加速度计动态性能测试进行具体举例说明。例如，在进行《gjb1037a-2004单轴摆式伺服线加速度计试验方法》中定义的电模拟法开环频率特性试验时，将伺服加速度计的输出接入加速度计信号处理单元1，电流信号输出型加速度计的电流信号通过i-v转换并放大为电压信号，电压信号输出型加速度计的电压信号通过放大为电压信号，输出到加法器3一个输入端和系统动态性能测试控制单元4的一个输入端。信号发生单元2产生10hz到5khz的正弦扫频信号，输出到加法器3的第二个输入端和系统动态性能测试控制单元4的第二个输入端。加速度计信号处理单元1输出的电压信号和信号发生单元2输出的正弦扫频信号在加法器3中进行加法运算，结果输出到系统动态性能测试控制单元4的第三个输入端。系统动态性能测试控制单元4选择加速度计信号处理单元1输出的信号和信号发生单元2输出的正弦扫频信号，送入频率分析单元5的ch1和ch2两个通道。频率分析单元5对接收到的两路信号进行频率分析，得到最终结果。

另外，在进行《gjb1037a-2004单轴摆式伺服线加速度计试验方法》中定义的电模拟法开环频率特性试验时，将伺服加速度计的输出接入加速度计信号处理单元1，电流信号输出型加速度计的电流信号通过i-v转换并放大为电压信号，电压信号输出型加速度计的电压信号通过放大为电压信号，输出到加法器3一个输入端和系统动态性能测试控制单元4的一个输入端。信号发生单元2产生10hz到5khz的正弦扫频信号，输出到加法器3的第二个输入端和系统动态性能测试控制单元4的第二个输入端。加速度计信号处理单元1输出的电压信号和信号发生单元2输出的正弦扫频信号在加法器3中进行加法运算，结果输出到系统动态性能测试控制单元4的第三个输入端。系统动态性能测试控制单元4选择加法器3输出的信号和信号发生单元2输出的正弦扫频信号，送入频率分析单元5的ch1和ch2两个通道。频率分析单元5对接收到的两路信号进行频率分析，得到最终结果。

相比《gjb1037a-2004单轴摆式伺服线加速度计试验方法》中规定的测试系统和方法，所述本发明不仅适用于电流输出型加速度计，而且适用于电压输出型加速度计，同时，两项测试无需改变输入信号的接入点，以及输出采样端的测试点。