[发明专利]伺服稳瞄产品中陀螺仪安装误差数字补偿方法

说明书

本发明涉及一种伺服稳瞄产品中陀螺仪安装误差数字补偿方法，所述数字调节方法通过机械调节改变较大的补偿数值，实现大值调整，同时基于光电稳定平台通过数字轴补偿实现小值调整，通过两者的结合可以给稳像伺服系统提供更加精细步长调整，且通过两者的结合，可以进一步扩大交叉耦合角度量；一种陀螺仪安装误差测量补偿方法，通过依次对光电稳定平台俯仰坐标系X轴、Y轴、Z轴进行角速度输入，实时采集陀螺仪输出角速度。本发明所述的陀螺敏感轴的数字调节方法及误差测量补偿方法，采用数字方法进行敏感轴软件调校方式，以及采用软件通信的方式来调节敏感轴，不需要拆动陀螺仪自身硬件，调节效率高，解决调校时间瓶颈。

技术领域

本发明涉及伺服光电系统调节技术，尤其是指一种伺服稳瞄产品中陀螺仪安装误差数字补偿方法。

背景技术

各类具有稳像功能的光电系统安装于各类具有晃动、振动环境的应用场合，如车载、舰载、机载等。这类光电系统往往具有较高的光学成像品质，同时为了适用于载体内人员人眼观察习惯，在光电平台受到外界扰动情况下，仍需要具有较为稳定的光学图像输出。

陀螺仪作为机械式稳像系统中的核心器件，当光电平台受到外界干扰力矩而产生偏移时，陀螺仪作为角速度传感器，将外部环境传递过来的各类干扰信号以较高的带宽真实反馈给处理单元，处理单元收到陀螺仪实时反馈的角速度后，控制伺服电机产生卸荷力矩以平衡外界的干扰力矩，完成系统速度环的闭环控制，进而实现图像稳定。稳像精度是衡量伺服稳像系统性能好坏的重要指标之一，其主要受伺服稳像平台的伺服环架之间的机械误差和陀螺仪的非准直误差影响。同时，对于具有周视观瞄功能的光电稳定平台，为了能够快速的搜索、捕获以及跟踪目标，除了具有较高的搜索速度外，对光电稳定系统的正交性也具有一定的要求，即当光电平台只绕方位向或俯仰向旋转一周时，另一方向的走动量不应高于1mrad，其主要也与伺服框架之间的机械误差和陀螺仪的非准误差有关。

光电稳定平台通常分为两轴或三轴的，他们的转轴总是存在着正交性偏差，陀螺仪自身的敏感轴与其安装基面也存在着正交性偏差，在进行安装时，通常无法直接得到一个较好的量使得陀螺仪自身坐标系与其安装基面坐标系的同名轴之间完全平行，因此需要结合调试情况进行角度的细微调整。

常规的光电类转台其伺服稳像系统的稳定精度要求需要满足50urad～1mrad，在稳像调节时，通过在机械安装孔上的机械调节来调整陀螺仪的敏感轴指向，使其与转台轴系无限接近于正交耦合。这种调整方式更多是基于安装孔轴上的，要实现任意方向的调节较为困难，同时为提高光电平台伺服机构动态响应性能，光电稳定平台往往结构非常紧凑，可操作空间狭小，对陀螺仪的拆卸和移动带来许多不便，该问题在小型化光电稳定平台尤为突出。同时，机械调校往往很难一次就调校成功，通常需要反复多次调校才能保证陀螺仪的安装精度，调校周期较长。当某些转台自身品质较差时，存在着通过机械孔位的调节依旧无法满足系统要求的情况。这些往往都制约着伺服稳像系统稳像精度和正交性的调试，导致该类型产品研制周期过长。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中陀螺仪坐标系与光电平台俯仰轴坐标系各同名轴之间存在的夹角，导致产品绕单一方向转动时，陀螺仪其他方向也能感应到角速度，导致陀螺仪对产品实际转动角速度的测量存在误差，进而影响光电平台的稳像精度以及正交性的问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种基于伺服稳瞄产品中的陀螺敏感轴数字调节方法，所述数字调节方法通过机械调节改变较大的补偿数值，实现大值调整，同时基于光电稳定平台通过数字轴补偿实现小值调整，通过两者的结合可以给稳像伺服系统提供更加精细步长调整，且通过两者的结合，可以进一步扩大交叉耦合角度量，包括如下步骤：

步骤S1：陀螺仪敏感器件按照常规陀螺仪处理方式，进行正交性标定与修正，使得陀螺仪敏感轴与机械安装法线符合正常出厂要求；