[发明专利]半球谐振陀螺误差自激励方法和系统

说明书

本发明实施例公开了一种半球谐振陀螺误差自激励方法和系统。该半球谐振陀螺误差自激励方法包括：在谐振子起振之后，通过幅度控制回路控制谐振子保持振动；在预定时刻添加恒定自激励角速度，通过自激励控制模块生成虚拟哥氏电压信号，依据虚拟哥氏电压信号生成虚拟哥氏力，并依据虚拟哥氏力通过力反馈控制回路产生静电反馈力；依据静电反馈力，通过正交解调参考信号，解调静电反馈力，对谐振子的输入角速度进行检测，获得自激励下的陀螺敏感角速度输出，执行速率哥氏振动陀螺误差自激励。通过本发明，解决了现有技术中由于无法实现陀螺仪免拆卸标定，导致陀螺仪输出精度低的问题，达到了提升陀螺仪零偏辨识精度的技术效果。

技术领域

本发明涉及惯性仪表技术应用领域，尤其涉及一种半球谐振陀螺误差自激励方法和系统。

背景技术

陀螺仪零偏等参数在长期存储和使用过程中会发生漂移，严重影响其使用精度。现有大多数陀螺仪，包含半球、光纤、激光、微机电、微半球等类型，均属于被动式陀螺仪，不能完成免拆卸误差自激励，需利用高精度外部机构(如：转台等)激励其内部误差，以完成其全生命周期内高精度保持。陀螺仪的定期拆卸标定，对于单表来说，维护成本高、工作量大、使用灵活度和快速性降低；对于以该陀螺仪为角度敏感器的惯性导航系统来说，根本无法完成陀螺仪单表的拆卸标定，利用旋转框架或转台完成的系统级标定，需进行惯导系统中高维误差参数的分离，消耗时间长、且对于提升陀螺仪零偏精度，效果不显著。

针对目前相关技术中由于无法实现陀螺仪免拆卸标定，导致陀螺仪输出精度低的问题，目前尚未得到有效的解决。

发明内容

本发明实施例提供了一种半球谐振陀螺误差自激励方法和系统，以至少解决现有技术中由于无法实现陀螺仪免拆卸标定，导致陀螺仪输出精度低的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种半球谐振陀螺误差自激励系统，包括：谐振子、幅度控制回路、频相跟踪回路、自激励控制模块和力反馈控制回路，其中，谐振子通过驱动电机驱动，以使得谐振子起振，并通过幅度控制回路控制谐振子保持振动，频相跟踪回路监测驱动模态振动信号的频率和相位，生成解调参考信号；在预定时刻添加恒定自激励角速度，通过自激励控制模块生成虚拟哥氏电压信号，依据虚拟哥氏电压信号生成虚拟哥氏力，并依据虚拟哥氏力通过力反馈控制回路产生静电反馈力；依据静电反馈力，通过正交解调参考信号，解调静电反馈力，对谐振子的输入角速度进行检测，获得自激励下的陀螺敏感角速度输出，执行速率哥氏振动陀螺误差自激励。

可选的，该半球谐振陀螺误差自激励系统还包括：信号解调模块和拟正交控制回路，其中，在力平衡模式下，信号解调模块生成幅度控制回路、频相跟踪回路、力反馈控制回路和拟正交控制回路所需要的控制判断量；频相跟踪回路跟踪x轴信号的频率和相位，产生解调参考信号；幅度控制回路控制x轴信号振幅在给定参考振幅的附近区间；力反馈控制回路抑制由哥氏效应引起的y轴信号振动幅值；拟正交控制回路抑制由频率裂解引起的y轴信号振动幅值；利用自激励控制模块生成的虚拟哥氏力，与静电反馈力、拟正交控制力一同作用于y轴方向。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种半球谐振陀螺误差自激励方法，应用于半球谐振陀螺误差自激励系统，包括：步骤1，在谐振子起振之后，通过幅度控制回路控制谐振子保持振动；步骤2，在预定时刻添加恒定自激励角速度，通过自激励控制模块生成虚拟哥氏电压信号，依据虚拟哥氏电压信号生成虚拟哥氏力，并依据虚拟哥氏力通过力反馈控制回路产生静电反馈力；步骤3，依据静电反馈力，通过正交解调参考信号，解调静电反馈力，对谐振子的输入角速度进行检测，获得自激励下的陀螺敏感角速度输出，执行速率哥氏振动陀螺误差自激励。

可选的，在谐振子起振之后，通过幅度控制回路控制谐振子保持振动包括：通过驱动电机驱动谐振子，以使得谐振子起振，并通过幅度控制回路控制谐振子保持振动。

进一步地，可选的，通过驱动电机驱动谐振子，以使得谐振子起振包括：通过驱动电机驱动谐振子，以使得谐振子在x轴振动幅值由0逐渐增大至参考幅值的附近区间。