[发明专利]动力调谐陀螺仪动基座启停伺服锁定电路

说明书

技术领域

本发明属于捷联惯导系统动力调谐陀螺的应用领域，具体涉及一种动力调谐陀螺仪动基座启停伺服锁定电路。

背景技术

动力调谐陀螺仪（DTG）目前仍广泛应用在各种捷联惯导系统中。应用在捷联惯导系统中的动力调谐陀螺必须工作在闭环锁定状态。因此，伺服锁定回路是影响陀螺性能的重要因素。传统的伺服锁定回路只能满足陀螺仪达到调谐转速后转子的锁定。当陀螺仪在动基座条件下启动和停止时，传统伺服锁定回路不能将转子锁定在零偏角附近，动基座运动时，转子将反复碰撞双轴的止挡，导致挠性接头频繁地作大角度的弯曲，使陀螺不能正常工作，严重影响陀螺使用寿命，甚至会损坏陀螺。因此，设计动基座启停伺服锁定电路，使陀螺仪从加电至完全停止的全过程中转子始终锁定在零位附近，对提高陀螺动态特性，扩大其使用范围具有重要意义。

发明内容

本发明目的是提供一种动力调谐陀螺仪动基座启停伺服锁定电路，其解决了动力调谐陀螺在动基座时启动所导致的挠性接头频繁地作大角度弯曲的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种动力调谐陀螺仪动基座启停伺服锁定电路，

其特殊之处在于：

包括X前置电路、X交叉轴校正电路、X直接轴控制电路、Y前置电路、Y交叉轴校正电路、Y直接轴控制电路、乘法器输入信号产生单元、X交叉轴乘法器、X直接轴乘法器、Y交叉轴乘法器、Y直接轴乘法器、X加法器、Y加法器、X功放电路、Ｙ功放电路；

所述乘法器输入信号产生单元包括开关信号电路和反相偏置电路，所述开关信号电路包括电源、电阻和电容，所述电阻的一端接电源，其另一端通过陀螺电机开关后分别接电容的一端、反相偏置电路输入端、X交叉轴乘法器的其中一个输入端、Y交叉轴乘法器的其中一个输入端，所述电容的另一端接地；所述反相偏置电路输出端分别接X直接轴乘法器的其中一个输入端、Y直接轴乘法器的其中一个输入端；

所述X前置电路输入端接动力调谐陀螺仪的X传感器，其输出端分别接X交叉轴校正电路输入端和X直接轴控制电路输入端，所述X交叉轴校正电路输出端接X交叉轴乘法器输入端，所述X直接轴控制电路输出端接X直接轴乘法器输入端，所述X交叉轴乘法器输出端和X直接轴乘法器输出端分别接X加法器的两个输入端，X加法器的输出端通过X功放电路接动力调谐陀螺仪的Y力矩器；

所述Y前置电路输入端接动力调谐陀螺仪的Y传感器，其输出端分别接Y交叉轴校正电路输入端和Y直接轴控制电路输入端，所述Y交叉轴校正电路输出端接Y交叉轴乘法器输入端，所述Y直接轴控制电路输出端接Y直接轴乘法器输入端，所述Y交叉轴乘法器输出端和Y直接轴乘法器输出端分别接Y加法器的两个输入端，Y加法器的输出端通过Y功放电路接动力调谐陀螺仪的X力矩器。

上述X前置电路包括依次连接的X交流放大与解调器和X低通滤波器，所述X交流放大与解调器输入端与X传感器输出端相连，所述X低通滤波器输出端与X交叉轴校正电路输入端和X直接轴控制电路输入端相连；所述Y前置电路包括依次连接的Y交流放大与解调器和Y低通滤波器，所述Y交流放大与解调器输入端与Y传感器输出端相连，所述Y低通滤波器输出端与Y交叉轴校正电路输入端和Y直接轴控制电路输入端相连。

上述X交叉轴校正电路的数学模型为：

所述X直接轴控制电路的数学模型为：

所述Y交叉轴校正电路的数学模型为：

所述Y直接轴控制电路的数学模型为：

其中，k₁为电路的放大倍数，w₁、w₂为直接轴控制电路中微分环节和积分环节的转折频率，w₃、w₄为交叉轴校正电路中微分环节和积分环节的转折频率。

本发明的优点：

本发明动基座启停伺服锁定电路，解决了在动基座启动和停止过程中，挠性接头容易损坏的问题，且电路容易实现，实验结果理想，提高了挠性陀螺仪的动态特性。

在舰船、车辆等运载体上的惯导系统都存在动基座启动和停止的问题，本发明对拓展动力调谐陀螺的应用范围具有重要的现实意义。

附图说明

图1是本发明动基座启停伺服锁定电路的数学模型；

图2是本发明动基座启停伺服锁定电路的原理框图；

图3是Y方向上输入-30°/s恒定角速率时，用示波器观察到的X、Y力矩器上电压波形；

图4是Y方向上输入30°/s恒定角速率时，用示波器观察到的X、Y力矩器上电压波形。

具体实施方式