[发明专利]光纤陀螺惯性平台角振动传递特性测试方法和系统

说明书

本发明公开了一种光纤陀螺惯性平台角振动传递特性测试方法，包括同步获取位置角振动台激励角度信号和光纤陀螺惯性平台的框架角信号；根据光纤陀螺惯性平台的框架角信号，采用导航解算的方法获得光纤陀螺惯性平台姿态角度信号，并对其进行相关运算，得到相关特性函数；根据相关特性函数进行稳定回路幅相特性解算，得到光纤陀螺惯性平台中稳定回路幅值和稳定回路相位；本发明还公开了一种光纤陀螺惯性平台角振动传递特性测试系统，包括位置角振动台、光纤陀螺惯性平台、光纤平台地面测试系统、位置角振动台控制柜和电控箱。本发明可应用于光纤陀螺惯性平台的角振动的传递特性评估中，具有较高的准确性和灵活性。

技术领域

本发明涉及一种光纤陀螺惯性平台角振动传递特性测试方法，属于惯性平台角动态传递特性测试技术领域。

背景技术

光纤陀螺惯性平台是一种惯性导航测量设备，利用惯性敏感传感器在载体内部测量载体相对惯性空间的线运动和角运动参数，光纤陀螺惯性平台由光纤陀螺仪、加速度计、台体、稳定控制回路、支撑框架与基座组成。通过稳定回路将台体稳定在惯性空间，通过光纤陀螺仪测量载体角速度，通过加速度计测量载体线加速度，利用牛顿第二定律进行载体速度与位置解算。

稳定回路是光纤陀螺惯性平台中的核心控制回路，稳定回路由光纤陀螺仪、控制器、力矩电机构成，利用光纤陀螺仪敏感的角速度通过控制器产生控制干扰来抵消轴端的干扰力矩，从而使得台体稳定在惯性空间。稳定回路控制性能的好坏直接影响建立惯性坐标系的精度，因此要求稳定回路的控制精度高，动态特性好，对回路带宽范围内的信号要有较好的传递特性。

角传递特性是检测稳定回路控制特性的一种方法，由外部设备位置角振动台产生激励信号，经过稳定平台后，由平台的框架测量角与台体上的惯性仪表为输出信号进行分析；为了准确评估角传递特性，高精度的测试方法尤为重要，目前普遍采用对平台框架线性拟合后去除长期趋势的角度信号作为平台在地理系中的受激角度，由于地速及陀螺漂移等因素的存在，导致台体的非线性漂移明显，因此该方法只适用于短时间角振动、台体漂移小角度的条件，急需一种不受角振动时间以及漂移角度范围等限制的光纤陀螺惯性平台角振动测试方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种光纤陀螺惯性平台角振动传递特性测试方法和系统，克服了现有测试方法中采用平台框架角拟合近似，导致评价惯性平台角振动传递特性误差较大的不足，本发明可应用于光纤陀螺惯性平台的角振动的传递特性评估中，为新型数字化控制回路系统的研制提供了技术基础。

为实现上述发明目的，本发明提供如下至少一种技术方案：

一种光纤陀螺惯性平台角振动传递特性测试方法，包括：

同步获取位置角振动台激励角度信号和光纤陀螺惯性平台的框架角信号；

根据光纤陀螺惯性平台的框架角信号，采用导航解算的方法获得光纤陀螺惯性平台姿态角度信号；

对光纤陀螺惯性平台姿态角度信号和位置角振动台激励角度信号进行相关运算，得到相关特性函数；

根据相关特性函数进行稳定回路幅相特性解算，得到光纤陀螺惯性平台中稳定回路幅值和稳定回路相位。

进一步的，根据光纤陀螺惯性平台的框架角信号，采用导航解算的方法获得光纤陀螺惯性平台姿态角度信号的方法包括：

基于光纤陀螺惯性平台导航姿态微分方程，采用导航解算的方法得到平台台体坐标系p到地导航坐标系n的方向余弦阵

根据光纤陀螺惯性平台的框架角信号得到平台基座系b到平台台体坐标系p的方向余弦阵

根据和得到平台基座系b到导航坐标系n的方向余弦阵

将表示为光纤陀螺惯性平台姿态角度信号的矩阵形式并代入得到光纤陀螺惯性平台姿态角度信号；