[发明专利]一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法及系统

说明书

本发明涉及一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法及系统，设置半球谐振陀螺相差45°的两个方向的振动信号的补偿参数；使半球谐振陀螺振型的进动角θ匀速改变，分别检测得到振型的进动角θ顺时针和逆时针转动时，振型的进动角的角速度随振型的进动角θ的变化关系fsubgt;1/subgt;(θ)和fsubgt;2/subgt;(θ)，计算fsubgt;1/subgt;(θ)和fsubgt;2/subgt;(θ)的差为误差项Err，拟合得到误差项Err关于振型的进动角θ的拟合函数，确定拟合函数中的拟合参数；基于各个补偿参数对两个方向的振动信号进行补偿校准，得到拟合参数随补偿系数变化的关系，根据拟合参数的值得到最佳的补偿参数，使用该最佳的补偿参数对两个方向的振动信号进行补偿校准。使用最佳补偿系数，可以将标度因数随角度的不均匀分布抑制到最低。

技术领域

本发明涉及半球谐振陀螺技术领域，尤其涉及一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法及系统。

背景技术

HRG(Hemispherical Resonator Gyro，半球谐振陀螺)是一种没有高速转子和活动支承的振动陀螺，具有精度高、质量小、体积小、启动时间短、高过载、高可靠性的特点。被誉为最具潜力的哥式振动陀螺。HRG的工作原理是基于半球壳谐振子绕中心轴旋转时产生的哥氏效应，而使其振型在环向相对壳体进动的物理机制。

半球谐振陀螺工作在二阶振动模态，常采用相隔45°分布的金属电极，通过静电力对HRG的谐振子进行振动驱动，并通过检测金属电极的静电电容获取谐振子的振幅、相位等振动信息。半球谐振陀螺的电极制作或者安装不均匀，探测电路的增益不均匀、串扰等都可能造成振动信号检测误差，进而造成角度解算误差，从而引入半球谐振陀螺的零偏或标度因数随角度分布不均匀。现有公开的文献或专利中对半球谐振陀螺电极增益误差的校准方法，对半球谐振陀螺的电极增益误差抑制效果有限。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法及系统，使用最佳补偿系数，可以将标度因数随角度的不均匀分布抑制到最低，可以准确的校准半球谐振陀螺检测信号不均匀性

根据本发明的第一方面，提供了一种半球谐振陀螺检测信号不均匀性的校准方法，包括：步骤1，设置半球谐振陀螺相差45°的两个方向的振动信号的补偿参数；

步骤2，使半球谐振陀螺振型的进动角θ匀速改变，分别检测得到所述振型的进动角θ顺时针和逆时针转动时，所述振型的进动角的角速度随所述振型的进动角θ的变化关系f₁(θ)和f₂(θ)，计算f₁(θ)和f₂(θ)的差为误差项Err，拟合得到所述误差项Err关于所述振型的进动角θ的拟合函数，确定所述拟合函数中的拟合参数；

步骤3，基于各个所述补偿参数对所述两个方向的振动信号进行补偿校准，得到所述拟合参数随所述补偿系数变化的关系，根据所述拟合参数的值得到最佳的补偿参数，使用该最佳的补偿参数对所述两个方向的振动信号进行补偿校准。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，所述补偿参数包括补偿系数α和补偿系数β；

所述补偿系数α的对所述两个方向的振动信号x,y的补偿校准方法为：

x′＝x；

y′＝x-αy；

所述补偿系数β的对所述两个方向的振动信号x,y的补偿校准方法为：

x′＝x；

y′＝(1+β)y；

其中，x′,y′为通过所述补偿系数α和/或补偿系数β校准后的两通道检测信号。