一種提高慣性平臺式定位定向裝置精度的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種提高慣性平臺式定位定向裝置精度的方法，涉及用于測量載體航向角和姿態(tài)角的慣性定位定向裝置，通過在定位定向裝置方位環(huán)伺服回路中增加正反饋環(huán)節(jié)，在不增加電路硬件成本和伺服回路失效風險的情況下，有效降低因陀螺轉(zhuǎn)子失協(xié)角的存在而引起的陀螺漂移，有效提高定位定向裝置航向角輸出精度。此種方法可推廣到類似慣性平臺式定位定向裝置中，具有較大的應(yīng)用價值。
【專利說明】一種提高慣性平臺式定位定向裝置精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬慣性儀器儀表【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種提高慣性平臺式定位定向裝置精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]動力調(diào)諧陀螺儀(以下簡稱陀螺)在慣性平臺式定位定向裝置的使用中，陀螺的漂移精度決定了定位定向裝置航向角的輸出精度。當陀螺在外力矩作用下運動時，雖然有伺服回路的穩(wěn)定作用，但仍然會產(chǎn)生陀螺H(動量矩矢量)軸與驅(qū)動軸不重合的現(xiàn)象，兩軸之間的角度被稱為失協(xié)角。陀螺的同步電機通過驅(qū)動軸給陀螺轉(zhuǎn)子一個旋轉(zhuǎn)力矩的同時，也伴生一個與陀螺H軸正交的力矩分量，該力矩分量會引起陀螺與其失協(xié)角大小相關(guān)的漂移，通常采用負反饋，即增大伺服系統(tǒng)力矩剛度和減小伺服系統(tǒng)的零位漂移來減小陀螺轉(zhuǎn)子失協(xié)角，從而減小漂移角速度。但此種方法實現(xiàn)的效果有限，若伺服系統(tǒng)力矩剛度太大，會造成伺服系統(tǒng)穩(wěn)定性變差，伺服回路失效的風險加大；若要減小伺服系統(tǒng)的零位漂移，就得提高伺服電路相關(guān)元器件的質(zhì)量等級，造成伺服電路硬件成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題:提供一種提高慣性平臺式定位定向裝置精度的方法，在不增加電路硬件成本和伺服回路失效風險的情況下降低因陀螺轉(zhuǎn)子失協(xié)角的存在而引起的陀螺漂移，從而提高定位定向裝置航向角輸出精度。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:一種提高慣性平臺式定位定向裝置精度的方法，在定位定向裝置的方位環(huán)伺服回路中增加了正反饋回路，具體包括如下步驟，
[0005]步驟I將陀螺的信號器輸出接入信號放大電路、功率放大電路、方位環(huán)力矩電機，形成負反饋回路；
[0006]步驟2將陀螺的信號器輸出接入信號放大電路、校正電路、陀螺力矩器，形成正反饋回路；
[0007]步驟3工作時，因方位環(huán)的轉(zhuǎn)動，給陀螺施加了輸入力矩，使陀螺產(chǎn)生了失協(xié)角，陀螺的X軸信號器感測到陀螺電機軸與H軸的失協(xié)角信號，通過信號放大電路放大，再通過功率放大電路進行功率放大，再驅(qū)動方位環(huán)力矩電機帶動方位環(huán)架進行轉(zhuǎn)動，減小失協(xié)角；
[0008]步驟4同時，陀螺的X軸信號器感測到陀螺電機軸與H軸的失協(xié)角信號后，經(jīng)信號放大電路放大后，通過正反饋回路將陀螺信號送到陀螺力矩器，即給陀螺施加與陀螺轉(zhuǎn)子失協(xié)角成比例的正反饋力矩，該力矩與驅(qū)動軸給陀螺H軸施加的正交力矩分量方向相反，可抵消大部分正交力矩分量，減小與失協(xié)角成比例的漂移角速度，進一步減小失協(xié)角；
[0009]步驟5調(diào)整校正電路的正反饋比例系數(shù)，保證失協(xié)角最小，使定位定向裝置的漂移精度達到最佳。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比解決陀螺在慣性平臺式定位定向裝置的使用中，因陀螺轉(zhuǎn)子失協(xié)角的存在而引起的陀螺漂移的新途徑和新方法。通過在定位定向裝置方位環(huán)伺服回路中增加正反饋環(huán)節(jié)，在不增加電路硬件成本和伺服回路失效風險的情況下，有效降低因陀螺轉(zhuǎn)子失協(xié)角的存在而引起的陀螺漂移，有效提高定位定向裝置航向角輸出精度，此種方法可推廣到類似慣性平臺式定位定向裝置中，具有較大的應(yīng)用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的力矩分解原理示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明實施例中定位定向裝置方位環(huán)伺服回路正反饋原理示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖1、2描述本發(fā)明的一種實施例。
[0014]如圖1所示為本發(fā)明裝置較佳實施方式的原理示意圖。本實施方式中，所述定位定向裝置的核心部件為兩環(huán)架結(jié)構(gòu)，動力調(diào)諧陀螺儀的兩路信號分別控制定位定向裝置的內(nèi)環(huán)和外環(huán)(方位環(huán))，正反饋技術(shù)主要應(yīng)用到方位環(huán)伺服系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明中正反饋回路的工作原理為:
[0016]動力調(diào)諧陀螺轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)所消耗的能量均由同步電機補充，當陀螺轉(zhuǎn)子有失協(xié)角(陀螺H軸與驅(qū)動軸不重合)時，驅(qū)動軸給陀螺H軸一個力矩分量的同時，也伴生一個與陀螺H軸正交的力矩分量(如圖1所示)，該力矩分量引起陀螺與失協(xié)角大小相關(guān)的漂移。
漂移角速度?由下式表示:
【權(quán)利要求】
1.一種提高慣性平臺式定位定向裝置精度的方法，其特征在于，在定位定向裝置的方位環(huán)伺服回路中增加了正反饋回路，具體包括如下步驟， 步驟I將陀螺的信號器輸出接入信號放大電路、功率放大電路、方位環(huán)力矩電機，形成負反饋回路； 步驟2將陀螺的信號器輸出接入信號放大電路、校正電路、陀螺力矩器，形成正反饋回路； 步驟3工作時，因方位環(huán)的轉(zhuǎn)動，給陀螺施加了輸入力矩，使陀螺產(chǎn)生了失協(xié)角，陀螺的X軸信號器感測到陀螺電機軸與H軸的失協(xié)角信號，通過信號放大電路放大，再通過功率放大電路進行功率放大，再驅(qū)動方位環(huán)力矩電機帶動方位環(huán)架進行轉(zhuǎn)動，減小失協(xié)角； 步驟4同時，陀螺的X軸信號器感測到陀螺電機軸與H軸的失協(xié)角信號后，經(jīng)信號放大電路放大后，通過正反饋回路將陀螺信號送到陀螺力矩器，即給陀螺施加與陀螺轉(zhuǎn)子失協(xié)角成比例的正反饋力矩，該力矩與驅(qū)動軸給陀螺H軸施加的正交力矩分量方向相反，可抵消大部分正交力矩分量，減小與失協(xié)角成比例的漂移角速度，進一步減小失協(xié)角； 步驟5調(diào)整校正電路的正反饋比例系數(shù)，保證失協(xié)角最小，使定位定向裝置的漂移精度達到最佳。
【文檔編號】G01C21/18GK103983268SQ201410211291
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】趙紅敏, 馬駿, 陳磊江, 黃凱 申請人:陜西寶成航空儀表有限責任公司