專利名稱:一種慣性系統(tǒng)角擾動(dòng)測(cè)量裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精確制導(dǎo)設(shè)備構(gòu)造技術(shù)，具體地說(shuō)是一種減小載機(jī)對(duì)慣性系統(tǒng)擾動(dòng)的慣性系統(tǒng)角擾動(dòng)測(cè)量裝置及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
慣性傳感器廣泛應(yīng)用于精確制導(dǎo)武器等的慣性系統(tǒng)中，如已授權(quán)的專利號(hào)為 200520078794. X的專利文獻(xiàn)。慣性系統(tǒng)控制技術(shù)是武器精確制導(dǎo)的核心技術(shù)，慣性系統(tǒng)對(duì)載機(jī)擾動(dòng)的隔離度是慣性系統(tǒng)控制的核心性能指標(biāo)。國(guó)外的慣性系統(tǒng)普遍采用速率陀螺和角加速度計(jì)信號(hào)反饋控制的穩(wěn)定控制策略。這種控制策略由于受?chē)?guó)內(nèi)元器件制造工藝水平等因素的限制，慣性系統(tǒng)的隔離度指標(biāo)(衰減到10%左右，達(dá)到3mrad) —直與發(fā)達(dá)國(guó)家的指標(biāo)(衰減到2%左右，達(dá)到500 μ rad)相差甚遠(yuǎn)，此項(xiàng)指標(biāo)的差距導(dǎo)致了我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家在慣性系統(tǒng)控制技術(shù)方面的差距，制約著武器系統(tǒng)在目標(biāo)成像質(zhì)量、搜索難度、跟蹤質(zhì)量和打擊精度等各方面性能的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上慣性系統(tǒng)的隔離度及所引起的其它相關(guān)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種適合國(guó)內(nèi)工藝水平的、易于實(shí)現(xiàn)的能提高慣性系統(tǒng)隔離度的慣性系統(tǒng)角擾動(dòng)測(cè)量裝置及其應(yīng)用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種慣性系統(tǒng)角擾動(dòng)測(cè)量裝置，由4個(gè)線加速度傳感器組成，兩兩一組構(gòu)成2個(gè)測(cè)量單元，每個(gè)測(cè)量單元中的2個(gè)線加速度傳感器被安裝在同一平面上，每個(gè)測(cè)量單元中的2 個(gè)線加速度傳感器的敏感軸相互平行，并且上述2個(gè)線加速度傳感器的敏感中心的連線垂直于2個(gè)線加速度傳感器的敏感軸方向；兩個(gè)所述測(cè)量單元的敏感中心連線互為90度設(shè)置，且一個(gè)測(cè)量單元中的一個(gè)線加速度傳感器的敏感中心與另一個(gè)測(cè)量單元的兩個(gè)線加速度傳感器的敏感中心在同一條直線上。采用所述測(cè)量裝置測(cè)量空間運(yùn)動(dòng)平面在其法線方向上的的瞬時(shí)角加速度分量。
本發(fā)明的有益效果是
1.由于本發(fā)明可以根據(jù)需要測(cè)量某空間運(yùn)動(dòng)平面在其法線上的瞬時(shí)角加速度分量，并且測(cè)量速度快，實(shí)時(shí)性好，可在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝水平的條件下，進(jìn)一步提高慣性系統(tǒng)的擾動(dòng)隔離度，從而達(dá)到提高慣性系統(tǒng)總體性能的目的。
2.由于本發(fā)明的可靠性好，能適應(yīng)較惡劣的工作環(huán)境，安裝調(diào)試比較方便，可以進(jìn)一步提升武器系統(tǒng)的適應(yīng)能力。
3.由于本發(fā)明的體積小，重量輕，幾乎不對(duì)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，可簡(jiǎn)化慣性系統(tǒng)其他部分的設(shè)計(jì)和制造難度。


圖1-1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1-2為本發(fā)明應(yīng)用圖1-1裝置測(cè)量做空間運(yùn)動(dòng)的空間平面在其法線方向上的的瞬時(shí)角加速度分量的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1
如圖1-1所示，測(cè)量裝置由第一 四線加速度傳感器1 4組成，兩兩一組構(gòu)成第一測(cè)量單元Hl和第二測(cè)量單元H2，第一測(cè)量單元Hl或第二測(cè)量單元H2中的2個(gè)線加速度傳感器被安裝在同一個(gè)電路板上，2個(gè)線加速度傳感器的敏感軸相互平行，且2個(gè)線加速度傳感器敏感中心的連線垂直于其敏感軸方向，每個(gè)測(cè)量單元中2個(gè)線加速度傳感器敏感中心間的距離相等。每個(gè)測(cè)量單元上都有四個(gè)安裝孔m，用于測(cè)量裝置的安裝和定位。將第一、二測(cè)量單元Hl和H2安裝在做空間運(yùn)動(dòng)的空間平面Q上，第一測(cè)量單元Hl中的敏感中心連線和第二測(cè)量單元H2中的敏感中心連線互為90度設(shè)置，且第一測(cè)量單元Hl中的線加速度傳感器2的敏感中心與第二測(cè)量單元H2的兩個(gè)線加速度傳感器3和4的敏感中心在同一條直線上。
測(cè)量做空間運(yùn)動(dòng)的空間平面在其法線方向上的的瞬時(shí)角加速度分量的測(cè)量方法及原理如下
將安裝有第一、二測(cè)量單元Hl和H2的空間平面Q簡(jiǎn)化成如圖1-2所示的形式，點(diǎn) A、B、C和D分別是第二、一、四和三線加速度傳感器2、1、4和3的敏感中心，分別記為第二、 一、四和三敏感中心。^、徹、知和分別是第二、一、四和三敏感中心A、B、C和D的加速度， 分別記為第二、一、四和三敏感中心加速度，iiAyl、iiByl、iiCzl和^lzl分別是第二、一、四和三敏感中心加速度^、aB, ac和在第二、一、四和三線加速度傳感器2、1、4和3的敏感軸上的分量。設(shè)靜坐標(biāo)系為0。x。y。z。，動(dòng)坐標(biāo)系為0lXlylZl，動(dòng)坐標(biāo)系O1Xl7lZ1的坐標(biāo)平面Y1O1Z1固連在空間平面Q上，并以第二、四和三敏感中心的連線B為動(dòng)坐標(biāo)系O1X1Y1Z1的Y1坐標(biāo)軸， 動(dòng)坐標(biāo)系0lXlylZl原點(diǎn)O1相對(duì)于靜坐標(biāo)系0。x。y。z。的位置用矢量R。表示。第二、一、四和三位置向量rA、rB、rc和rD分別表示第二、一、四和三敏感中心A、B、C和D在動(dòng)坐標(biāo)系O1XiyiZ1
中的位置，設(shè)第二與第一敏感中心A與B間的距離P^l和第四與第三敏感中心C與D間的距
離I^l均為r。設(shè)動(dòng)坐標(biāo)系0AylZl的原點(diǎn)O1的加速度為知，其在動(dòng)坐標(biāo)系0AylZl各坐標(biāo)軸上的分量分別為i%x、iiQly和 %ζ。由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可得某時(shí)刻第二敏感中心A的加速度&為
aA=R0+rA+sxrA+2uxrA+ux(uxrA)(1)
其中尾是原點(diǎn)O1的位置矢量R。對(duì)時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù)，己和&表示第二位置向量rA對(duì)時(shí)間的二階和一階導(dǎo)數(shù)，ε為空間平面Q做空間運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)角加速度，ω為空間平面Q做空間運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)角速度。由于第一測(cè)量單元Hl被固定在坐標(biāo)平面Y1O1Z1上，所以第二位置向量rA為常矢量，其對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)&和&均為0，則式(1)可簡(jiǎn)化為
Cij4 =Ji0 +SXr4 +C^X(O-Xr4)(2)
將式( 展開(kāi)成分量形式可得第二敏感中心加速度^在第二線加速度傳感器2敏感軸上的分量aAyl
權(quán)利要求
1.一種慣性系統(tǒng)角擾動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于由4個(gè)線加速度傳感器組成，兩兩一組構(gòu)成2個(gè)測(cè)量單元，每個(gè)測(cè)量單元中的2個(gè)線加速度傳感器被安裝在同一平面上，每個(gè)測(cè)量單元中的2個(gè)線加速度傳感器的敏感軸相互平行，并且上述2個(gè)線加速度傳感器的敏感中心的連線垂直于2個(gè)線加速度傳感器的敏感軸方向；兩個(gè)所述測(cè)量單元的敏感中心連線互為90度設(shè)置，且一個(gè)測(cè)量單元中的一個(gè)線加速度傳感器的敏感中心與另一個(gè)測(cè)量單元的兩個(gè)線加速度傳感器的敏感中心在同一條直線上。
2.—種權(quán)利要求
1所述慣性系統(tǒng)角擾動(dòng)測(cè)量裝置的應(yīng)用，其特征在于采用所述測(cè)量裝置測(cè)量空間運(yùn)動(dòng)平面在其法線方向上的的瞬時(shí)角加速度分量。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種慣性系統(tǒng)角擾動(dòng)測(cè)量裝置及其應(yīng)用。測(cè)量裝置由4個(gè)線加速度傳感器組成，兩兩一組構(gòu)成2個(gè)測(cè)量單元，每個(gè)測(cè)量單元中的2個(gè)線加速度傳感器被安裝在同一平面上，其敏感軸相互平行，并且其敏感中心的連線垂直于2個(gè)線加速度傳感器的敏感軸方向；每個(gè)測(cè)量單元中2個(gè)線加速度傳感器敏感中心間的距離為一定值；兩個(gè)所述測(cè)量單元的敏感中心連線互為90度設(shè)置，且一個(gè)測(cè)量單元中的一個(gè)線加速度傳感器的敏感中心與另一個(gè)測(cè)量單元的兩個(gè)線加速度傳感器的敏感中心在同一條直線上。采用本發(fā)明測(cè)量速度快，占用控制器資源少，非常有利于慣性系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，對(duì)消除載機(jī)對(duì)慣性系統(tǒng)的擾動(dòng)很有作用。且體積小，重量輕，可靠性好，能顯著提高慣性系統(tǒng)的總體性能。
文檔編號(hào)F42B15/01GKCN101201235SQ200610134751
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2006年12月13日
發(fā)明者史澤林, 張東明, 張代軍, 林琳, 王洪福, 羅海波 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan