半球谐振陀螺的漂移机理分析

本文主要介绍了漂移的分类,分成系统漂移和随机漂移。对非对称阻尼漂移、剩余正交振动漂移、非线性影响下产生的固定偏置漂移、环形电极的不对称性产生的附加漂移、参数激励系统在非最佳调试状态时产生的漂移情况进行了研究分析,建立了半球陀螺的漂移误差模型,为下一步的误差补偿打下了基础。     

提高半球陀螺动态特性的优化设计

该文研究了如何提高半球陀螺的设计带宽以满足某平台惯性导航系统的工程化应用。采用实验方法得到陀螺头部增益和传递函数,运用比例-积分-微分控制相结合的校正方法来设计控制回路,并通过仿真软件确定了传递函数的零极点,而仿真绘制的频率特性曲线证明了所设计控制回路的快速性和稳定性。经优化后的半球陀螺实际测试结果将系统的带宽提高到20Hz,输出噪声水平控制在3mV以下,满足了该惯性导航系统的应用,实际应用亦验证了该设计的有效性和合理性。     

半球谐振陀螺力反馈模式下信号处理方法分析

半球谐振陀螺是一种全固态振动陀螺,力反馈工作模式是其普遍采用的工作模式,而力反馈模式下其信号解调方法对白噪声的敏感度将决定其随机漂移指标。该文就力反馈模式下半球谐振陀螺的信号处理方法对白噪声的敏感度进行了研究,推导了4种信号处理方法(峰值采样解调、开关积分解调、全相位快速傅里叶变换(FFT)解调和相干解调)的计算公式,并采用monte-carlo方法仿真了在白噪声背景下的4种解调方法的性能。结果表明,全相位FFT解调法在不同信号强度下对白噪声均最不敏感,为半球谐振陀螺的信号处理与闭环控制设计提供了理论依据。     

半球陀螺零偏的在轨标定

研究了半球陀螺零偏的在轨标定,提出了轨道计算法和Kalman滤波法两种方法。在卫星姿态指向确定的情况下,可采用轨道计算法对半球陀螺进行零偏标定;Kalman滤波法则必须首先建立准确的数学模型和状态方程。轨道计算法所需的条件少,可操作性好,但精度不如Kalman滤波法。通过对陀螺输出进行滤波降噪处理,可较大程度地提高轨道计算法的精度。半球陀螺在某型卫星上的实际运行数据,证实了这两种方法的可行性。     

半球谐振陀螺敏感器传输特性分析

对半球谐振陀螺敏感器电极间的电磁信号传输特性进行了测试和分析,结果表明,敏感器内部驱动电极和读出电极具有较强的信号直接传输现象。这种现象和敏感器内部结构、工艺有关,对半球谐振陀螺控制系统有不利影响。     

半球谐振陀螺温度特性及补偿分析

半球谐振陀螺仪(HRG)是一种高精度、高可靠、长寿命的新型固体振动陀螺仪。温度变化会影响半球谐振陀螺的漂移、零偏等性能指标。为减小这种影响,该文通过研究分析半球谐振陀螺的温度特性,设计了温度补偿电路。采用温度补偿电路后,半球陀螺漂移精度从0.05 (°)/h提高到0.03 (°)/h。