[发明专利]一种高精度三浮陀螺仪有源磁悬浮系统

权利要求书

1.一种高精度三浮陀螺仪有源磁悬浮系统，其特征在于：包括电磁元件部分、输入信号调理SIP模块、中心处理电路SOC模块以及输出信号调理SIP模块；

所述电磁元件部分用于限制、检测及调整浮子的各自由度；

所述输入信号调理SIP模块与电磁元件部分组成L-R电桥，用于提取浮子各自由度信息，并对信息调理转化为数字信号后，传输至中心处理电路SOC模块；

一个陀螺有10路L-R电桥，两路为一组完成五个自由度信号的提取；

所述中心处理电路SOC模块将接收到代表浮子位置信息的数字信号与目标位置进行对比，计算出各自由度对应的偏离大小和方向，根据偏离大小和方向计算并输出调整电流的大小和方向；

所述输出信号调理SIP模块将接收到的调整电流加载至电磁元件相应的励磁绕组上；

所述中心处理电路SOC模块中存储控制程序，控制程序被处理器执行时，实现以下过程：

S1：系统初始化；

S2：打开激磁电源；

S3：输入信号调理SIP模块分别采集同一自由度对应的两组LR电桥输出的交流信号，并分别将两组交流信号先转化为直流信号，再将两组直流信号放大后作差，进行AD转换，获得数字信号；

S4：判断，所有自由度信息是否采集调理完成，如果完成，则进入步骤S5，如果没有完成，则进入步骤S3；

S5：中心处理电路SOC模块将根据接收到的各自由度数字信息获取各自由度位置偏差，并通过位置偏差信息计算各自由度对应调整电流的大小和方向；

S6：输出信号调理SIP模块将接收到的调整电流加载至电磁元件相应的励磁绕组上，进行加力，输出位置及加力时间；

S7：关闭激磁电源；

S8：判断位置偏差是否大于设定阈值，如果是，则返回步骤S2，如果否，则等待设定时间后返回步骤S2；所述电磁元件部分包括对称设置在浮子相对两端的两对磁悬浮；

每对磁悬浮包括径向磁悬浮及轴向磁悬浮，所述径向磁悬浮包括径向定子与径向动子，所述轴向磁悬浮包括轴向定子与轴向动子；

所述轴向动子的端面及外周面分别与浮子框架中轴向动子安装面及内壁配合，所述轴向定子与径向定子同轴排布在浮子框架空腔内部；所述径向动子同轴套设在径向定子外部，径向动子的外周面及端面分别与径向动子安装面配合。

2.根据权利要求1所述的高精度三浮陀螺仪有源磁悬浮系统，其特征在于：所述径向定子包括定子铁芯，定子铁芯端面上均布N个圆形通孔或正多边形通孔，所述N个圆形通孔的圆心位于以定子铁芯中心为圆心的同一圆上；所述N个正多边形通孔的中心位于以定子铁芯中心为圆心的同一圆上；

定子与动子之间具有间隙，圆形通孔或正多边形通孔与该间隙相通。

3.根据权利要求2所述的高精度三浮陀螺仪有源磁悬浮系统，其特征在于：N个圆形通孔或正多边形通孔将定子铁芯分割为N个齿，N个齿绕组依次沿同一方向绕制，两相邻绕组串联反接，形成闭合回路。

4.根据权利要求3所述的高精度三浮陀螺仪有源磁悬浮系统，其特征在于：N等于8。

5.根据权利要求1所述的高精度三浮陀螺仪有源磁悬浮系统，其特征在于：

所述轴向磁悬浮选用热等静压锰锌铁氧体作为导磁材料。

6.根据权利要求1所述的高精度三浮陀螺仪有源磁悬浮系统，其特征在于：输入信号调理SIP模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一AD模块、第二AD模块及第三AD模块；

第一运算放大器与第二运算放大器的输入端分别接同一自由度对应的两组LR桥路输出，第一运算放大器与第二运算放大器的输出端分别与第一AD模块、第二AD模块的输入端连接，第一AD模块、第二AD模块的输出端与第三运算放大器的输入连接，第三运算放大器的输出与第三AD模块的输入端连接，第三AD模块的输出端输出数字信号。