[发明专利]一种半球谐振陀螺标定因数和零偏自标定方法

权利要求书

1.一种半球谐振陀螺标定因数和零偏自标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：半球谐振陀螺(HRG，hemispherical resonance gyroscope)的动力学模型为：

其中，x和y分别代表半球谐振子0°和45°方向检测到的振动位移信号，f_x、f_y分别为x和y方向驱动电极施加的静电驱动力和静电反馈力，和为哥氏效应产生的哥氏力耦合项，K为进动因子，Ω为激励角速度；τ为振荡衰减时间常数，其中τ₁和τ₂分别为最大和最小阻尼简正轴上谐振子的振荡衰减时间常数，为非等阻尼误差系数，θ_τ为最大阻尼轴与x轴之间的夹角，其中ω₁和ω₂分别为最大和最小“刚度简正轴”上谐振子的固有振动角频率，△ω为非等弹性误差系数，θ_ω为最小刚度轴与x轴之间的夹角；

步骤2：速率HRG自激励实现；

速率HRG自激励控制模块施加等大反向的两角速度Ω₊和Ω_-，产生虚拟哥氏力和作用于y轴方向；在力反馈控制回路施加静电反馈力和抑制由哥氏力效应和陀螺内部非等阻尼误差成分所引起y轴方向振动；

步骤3：根据速率HRG误差演化模型，利用单轴正反转方法，标定误差演化模型中的标度因数和零偏误差参数，用以补偿静电反馈力输出中的误差成分，提高速率HRG敏感角速度输出精度；

步骤3-1：在力平衡模式下，有将x轴和y轴方向振动状态代入式(1)得：

其中A为谐振子振动幅值，ω_x为x方向的谐振子固有振动角频率，为谐振信号实时相位；

解得：

陀螺敏感角速度输出通过正交解调参考信号当ω_d趋于ω_x，趋于时，解调静电反馈力f_y的方式获得：

即速率HRG误差演化模型其中，标度因数零偏

步骤3-2：采用单轴正反转方法标定SF和B，和分别为正/负自激励角速度，和为正/负角速度激励下的静电反馈力输出，标定得：