專利名稱：基于光纖監(jiān)測(cè)和雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)離心機(jī)的撓性陀螺二次過(guò)載項(xiàng)測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于慣性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖監(jiān)測(cè)和雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)離心機(jī)的撓性陀螺二次過(guò)載項(xiàng)測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
撓性陀螺是一種機(jī)械式雙自由度陀螺儀，它的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)軸通過(guò)撓性接頭帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作高速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖I所示，所述的撓性接頭包含兩對(duì)相互正交的撓性連接軸和一個(gè)平衡環(huán)。自問(wèn)世以來(lái)，撓性陀螺已廣泛應(yīng)用在各種導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制系統(tǒng)中。在實(shí)際應(yīng)用中，撓性陀螺儀的角速度測(cè)量值中存在著由于各種內(nèi)部及外部因素產(chǎn)生的漂移誤差，一般由靜態(tài)漂移誤差、動(dòng)態(tài)漂移誤差和隨機(jī)漂移誤差等組成，其中由線運(yùn)動(dòng)引起的靜態(tài)漂移誤差是撓性陀螺漂移誤差的主要部分，也是撓性捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差的主要因素。撓性陀螺靜態(tài)漂移誤差數(shù)學(xué)模型中包含了對(duì)比力不敏感的漂移誤差項(xiàng)和對(duì)比力敏感的漂移誤差項(xiàng)。一般地，撓性陀螺儀的靜態(tài)誤差模型可表示為
權(quán)利要求
1.基于光纖監(jiān)測(cè)和雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)離心機(jī)的撓性陀螺二次過(guò)載項(xiàng)測(cè)試方法，其特征在于 第一歩將光纖陀螺和撓性陀螺安裝在離心機(jī)上 所述的離心機(jī)帶雙軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，所述的雙軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)包括安裝在離心機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上的內(nèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)和外旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述的外旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸與離心機(jī)的轉(zhuǎn)軸平行，內(nèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)固聯(lián)在外旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，內(nèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸與外旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸垂直，撓性陀螺和光纖陀螺固定安裝在內(nèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)上；測(cè)試試驗(yàn)前，調(diào)整外旋轉(zhuǎn)臺(tái)的臺(tái)面和離心機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)面與水平面平行，然后將撓性陀螺和單軸光纖陀螺安裝在內(nèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的臺(tái)面上；安裝時(shí)使撓性陀螺的敏感軸Y軸與內(nèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸平行，撓性陀螺的敏感軸X軸與外旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸垂直，光纖陀螺的敏感軸與撓性陀螺的X軸平行；撓性陀螺的供電及信號(hào)通過(guò)雙軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)和離心機(jī)的滑環(huán)連接到供電電源和數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)； 第二步通過(guò)控制界面將離心機(jī)和雙軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)分別控制在其零位位置并保持靜止，此時(shí)撓性陀螺的敏感軸X指向當(dāng)?shù)氐牡乩肀毕?，Y軸水平，自轉(zhuǎn)參考軸Z向上，光纖陀螺敏感軸與撓性陀螺X軸都指向當(dāng)?shù)氐乩肀毕?，撓性陀螺與光纖陀螺加電，預(yù)熱穩(wěn)定； 第三歩打開數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)中的采集軟件開始采集撓性陀螺和光纖陀螺的靜態(tài)輸出數(shù)據(jù)； 第四步使離心機(jī)以角速度= Scoci旋轉(zhuǎn)，雙軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)中的外旋轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度- t、內(nèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度COtl同步旋轉(zhuǎn)，撓性陀螺敏感軸感受到的環(huán)境過(guò)載加速度幅值為 其中，R是撓性陀螺自轉(zhuǎn)參考軸到離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離，go是當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)重力加速度； 第五步離心機(jī)和雙軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，采集撓性陀螺X軸和Y軸的過(guò)載輸出數(shù)據(jù)； 第六步重復(fù)第四步和第五步，設(shè)定不同的內(nèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度Otl=COpi = U,.3，……n，獲得不同環(huán)境過(guò)載加速度ai下的撓性陀螺、光纖陀螺的過(guò)載輸出數(shù)據(jù)； 第七步測(cè)試完成后，離心機(jī)與雙軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)關(guān)機(jī)，停止數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)斷電； 第八步計(jì)算二次過(guò)載項(xiàng)系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖監(jiān)測(cè)和雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)離心機(jī)的撓性陀螺二次過(guò)載項(xiàng)測(cè)試方法，其特征在于第八步中所述的記載二次過(guò)載項(xiàng)系數(shù)，具體為 (1)對(duì)采集到的初始靜態(tài)下?lián)闲酝勇軽軸和光纖陀螺的靜態(tài)輸出數(shù)據(jù)求取平均值； (2)對(duì)采集到的不同環(huán)境過(guò)載加速度下?lián)闲酝勇軽軸和光纖陀螺的輸出數(shù)據(jù)分別減去對(duì)應(yīng)軸的初始靜態(tài)輸出數(shù)據(jù)的平均值； (3)依據(jù)下式計(jì)算撓性陀螺X軸輸出殘差，其中撓性陀螺、光纖陀螺的標(biāo)度因數(shù)已經(jīng)通過(guò)標(biāo)定測(cè)試得到撓性陀螺過(guò)載輸出-撓性陀螺靜態(tài)輸出數(shù)據(jù)平均值 ハ撓性陀螺標(biāo)度因數(shù)光纖陀螺過(guò)載輸出-光纖陀螺靜態(tài)輸出數(shù)據(jù)平均值光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)(4)對(duì)撓性陀螺殘差在不同過(guò)載加速度Bi的數(shù)據(jù)Du(X)，截取整周期數(shù)據(jù)，周期 ; = 5，截取的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)Ni滿足^V = Ua,，其中t為采樣周期，m取整數(shù)600Λ,為過(guò)載加速度ai下的數(shù)據(jù)采集時(shí)間，i = 1,2,3,…η ；j = 1,2...； (5)對(duì)截取的各過(guò)載加速度段撓性陀螺X軸殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)運(yùn)算，分別得到傅里葉級(jí)數(shù)P次正弦諧波系數(shù)Apxi和P次余弦諧波系數(shù)Bpxi
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于光纖監(jiān)測(cè)和雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)離心機(jī)的撓性陀螺二次過(guò)載項(xiàng)測(cè)試方法，屬于慣性技術(shù)領(lǐng)域。所述的測(cè)試方法首先將光纖陀螺和撓性陀螺安裝在帶雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)的離心機(jī)上，撓性陀螺與光纖陀螺加電，預(yù)熱穩(wěn)定后，采集靜態(tài)輸出數(shù)據(jù)；使離心機(jī)和雙軸隨動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)中的外旋轉(zhuǎn)臺(tái)以及內(nèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，采集過(guò)載輸出數(shù)據(jù)；最后計(jì)算二次過(guò)載項(xiàng)系數(shù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可以標(biāo)定撓性陀螺靜態(tài)漂移模型中包含的比力敏感誤差二次項(xiàng)與環(huán)境過(guò)載加速度之間的關(guān)系，可以建立比力敏感誤差項(xiàng)的二次多項(xiàng)式模型，為計(jì)算并確認(rèn)撓性陀螺非線性誤差對(duì)系統(tǒng)誤差影響大小提供測(cè)試方案。
文檔編號(hào)G01C25/00GK102636183SQ20121009342
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者宋來(lái)亮, 張春熹, 李保國(guó), 蘆佳振 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)