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[发明专利]一种半球谐振子的高压稳定偏置电路-CN201910514299.5有效
发明人：张勇刚;郜中星;徐睿东;彭斌 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-06-14 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G01C19/56 文献下载
摘要：本发明属于半球谐振陀螺控制系统领域，具体涉及一种半球谐振子的高压稳定偏置电路。包括高精度的R1和R2电阻、精密参考电压源Vref、两个三极管Q1和Q2、运算放大器、稳定性低的高压电源V1、必要的限流与分压电阻、二极管；本发明输出电压的精度取决于电阻R1、电阻R2以及参考电源Vref的精度，不受原始高压电源V1幅度变化的影响。当两个三极管轮流导通时，所在支路上都串联了一个大电阻，在不影响电路功能的前提下又使得三极管导通时流过的电流极小，从而让现有规格的三极管能轻易地满足耗散功率的要求。本发明设计思路巧妙，原理简单，周期短，成本低，易于调试。
一种半球谐振子高压稳定偏置电路

[发明专利]一种用于提高全角半球谐振陀螺的控制回路带宽的方法-CN202310411145.X在审
发明人： 郜中星;蒋丹;马燕;南方伯;崔浩宇;付雨鑫;于宗帅;赵聪宇 -专利权人：青岛哈尔滨工程大学创新发展中心
申请日： 2023-04-18 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于提高全角半球谐振陀螺的控制回路带宽的方法，包括以下步骤：构建输入‑输出控制系统模型，获取全角半球谐振陀螺控制系统被控对象；基于所述被控对象，通过双线性变换法对控制器进行离散化处理；对离散化处理后的所述控制器的若干参数进行标定，引入速度反馈提高全角半球谐振陀螺闭环控制回路的带宽。本发明基于全角半球谐振陀螺转动引起扰动频率与转速存在特定关系，通过抑制转动引起谐波干扰提高全角半球谐振陀螺的控制回路带宽。
一种用于提高全角半球谐振陀螺控制回路带宽方法

[发明专利]在线校准半球谐振陀螺的控制回路相位误差的方法及系统-CN202310346157.9在审
发明人： 郜中星;韩莹冰;张勇刚;李德民;武辉煌;孙千然;林建新;王华川 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-04-03 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了在线校准半球谐振陀螺的控制回路相位误差的方法及系统，方法包括以下步骤：构建半球谐振陀螺驱动模态传递函数，并基于所述驱动模态传递函数绘制幅频特性曲线和相频特性曲线；基于所述幅频特性曲线和所述相频特性曲线对半球谐振陀螺的所述驱动模态传递函数进行频域分析，得到分析结果；基于所述分析结果，在线校准相位误差参数，完成对控制回路相位误差的补偿。本发明操作简单，无需外接仪器设备，只需要将半球谐振陀螺正常运行，其余解算均由程序完成。还具有适用性，元器件非一致性不会影响测试过程。因此，本发明适用于闭环控制陀螺中驱动、检测信号相位误差的测定。
在线校准半球谐振陀螺控制回路相位误差方法系统

[发明专利]一种自适应补偿半球谐振子阻尼各向异性的方法及系统-CN202210673897.9有效
发明人： 郜中星;南方伯;徐睿东;张勇刚;蒋丹;武辉煌 -专利权人：青岛哈尔滨工程大学创新发展中心
申请日： 2022-06-15 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种自适应补偿半球谐振子阻尼各向异性的方法及系统，包括如下步骤：获得半球谐振子的运动方程；基于所述运动方程，对所述半球谐振子施加能量控制、正交控制、初始自进动控制和相位控制，获得所述半球谐振子的稳定工作状态；基于所述稳定工作状态，对所述能量控制进行偏微分运算，并与所述初始自进动控制叠加，获得最终自进动控制；基于所述最终自进动控制，消除所述半球谐振子的阻尼各向异性。本发明具有对大多数全角模式振动陀螺的适用性，补偿效果好，可靠性强。
一种自适应补偿半球谐振子阻尼各向异性方法系统

[发明专利]一种用于测量全角半球谐振陀螺的控制回路带宽的方法-CN202210854986.3有效
发明人： 郜中星;徐睿东;张勇刚;南方伯;李德民;于宗帅;韩莹冰 -专利权人：青岛哈尔滨工程大学创新发展中心
申请日： 2022-07-19 - 公布日： 2023-02-24 - 主分类号： G01C19/5691 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于测量全角半球谐振陀螺的控制回路带宽的方法，包括：将扰动信号引入全角半球谐振陀螺的幅值控制回路中，获取所述幅值控制回路中若干组椭圆参数a的幅值信号；基于若干组所述幅值信号，获取扰动‑输出闭环传递函数的幅频特性模型；识别所述幅频特性模型中预设位置对应的频率，获取输入‑输出控制系统的带宽频率，基于所述带宽频率获得所述控制回路带宽。本发明克服了在实际应用过程中全角半球谐振陀螺的控制回路带宽难以测量的问题。
一种用于测量全角半球谐振陀螺控制回路带宽方法

[发明专利]一种用于自校准半球谐振陀螺检测信号非线性的方法-CN202210364150.5有效
发明人：张勇刚;郜中星;徐睿东;南方伯;蒋丹 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-04-07 - 公布日： 2023-02-10 - 主分类号： G01C19/5776 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于自校准半球谐振陀螺检测信号非线性的方法，本发明对于检测信号的非线性项进行了阐释与计算，并且在检测信号存在非线性的基础上重新推导了参数解算过程，得到了检测信号非线性对于角度解算的影响。最后，根据重新计算得到的角度解算公式，对于半球谐振陀螺检测信号非线性导致的角度解算误差进行误差辨识与自校准。本发明消除了由检测信号非线性导致的角度解算误差，为提高全角半球谐振陀螺的精度提供了一种有效方法。
一种用于校准半球谐振陀螺检测信号非线性方法

[发明专利]一种基于自注入锁频的奇异点增强布里渊微光学陀螺-CN202211184724.7在审
发明人：张勇刚;耿靖童;杨柳;李宁;王颖;李羚宇;刘展;聂纯;郜中星 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-09-27 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明提供一种基于自注入锁频的奇异点增强布里渊微光学陀螺，所述DFB与CIR1的1号端口相连接，所述CIR1的2号端口与CIR2的1号端口相连接，所述CIR2的3号端口通过FPF1与CIR1的3号端口相连接，所述CIR2的2号端口与WGMR的1号端口相连接，所述CIR1的2号端口通过AOM与CIR3的1号端口相连接，所述CIR3的2号端口与WGMR的2号端口相连接，所述CIR2的3号端口通过FPF2与PD相连接，所述CIR3的3号端口通过FPF3与PD相连接，所述PD与EC相连接。本发明能够有效抑制奇异点附近的激光噪声，降低陀螺的成本和体积。
一种基于注入奇异增强布里渊微光陀螺

[发明专利]一种基于惯性技术的考虑杆臂效应的舰船升沉误差补偿方法-CN201710717244.5有效
发明人：张勇刚;高源;徐博;杨柳;郜中星;黄玉龙;王国庆;范颖 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-08-21 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明公开一种基于惯性技术的考虑杆臂效应的舰船升沉误差补偿方法，属于船舶导航技术领域。本发明首先建立舰船研究对象建立载体与地理坐标坐标系，采集传感器数据；然后计算舰船的横摇γ纵摇θ和解算加速度；再通过积分运算、数字滤波和再次积分得到补偿前的升沉H；其次计算误差升沉；最后用未补偿的升沉Hins减去误差升沉Hi得到补偿后的升沉Hout。在惯性导航系统的基础上，建立升沉解算误差补偿模型，不仅仅利用捷联惯导姿态角输出信息，而且利用了惯性测量元件安装的杆臂信息。该方法大大降低了惯性测量元件安装的局限性，从而提高舰船升沉精度，进而提高惯性导航系统的导航精度。
一种基于惯性技术考虑效应舰船升沉误差补偿方法

[发明专利]基于声学测量网络的水下多AUV协同定位编队拓扑结构优化方法-CN201811534141.6有效
发明人：徐博;王潇雨;李盛新;郜中星;张娇;金坤明;刘斌;李珊珊 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-12-14 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明属于声学测量领域，具体涉及一种基于声学测量网络的水下多AUV协同定位编队拓扑结构优化方法。本发明在多随从AUV情况下，考虑了声学测距误差与距离的相关性，具有更高的实用价值；针对位置信息的不确定性，根据相应的概率密度采用蒙特卡洛方法对可能分布区域内的编队构型进行优化设计；采用基于退火思想的步进递推的策略，不管主艇初始位置在何处，均可经过迭代步骤找到其最优位置布局；本发明引入Metropolis准则作为判断是否接受新解作为当前解的准则之一，可有效改善当局部最优解出现时迭代不再继续进行的情况；本发明的迭代过程产生新解邻域的大小与温度高低直接相关，增加最终结果的精确性。
基于声学测量网络水下 auv 协同定位编队拓扑结构优化方法

[发明专利]一种提高掺铒光纤光源功率稳定性的方法-CN201811574656.9有效
发明人：薛冰;张恩康;杨柳;张勇刚;郜中星;刘远恒;郝义龙 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-12-21 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明提供一种提高掺铒光纤光源功率稳定性的方法，设计掺铒超荧光光纤光源整体结构；设计光源TEC温度控制模块和LD驱动电路；在光源的输出端通过光耦合器分束的光到电路的反馈控制模块，光电检测器作为反馈控制模块的核心器件，接收返回光并将光信号转换为电信号；编写增量式微分先行PID控制算法，编译完成后将控制程序下载到光源系统中总控制器中，进行光源的输出光功率控制，输出稳定性功率的光源。本发明将该控制算法应用到掺铒光纤光源功率反馈控制模块中，可以得到在‑40℃～+60℃百摄氏度范围内功率稳定性好、随功率温度呈线性变化的掺铒超荧光光纤光源，更重要的是为高精度光纤陀螺的研究奠定了坚实的基础。
一种提高光纤光源功率稳定性方法

[发明专利]一种利用光源的温度特性补偿光纤陀螺变温标度因数的方法-CN201810243383.3有效
发明人：杨柳;张恩康;张勇刚;薛冰;郜中星;郝义龙;杜亚男 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-03-23 - 公布日： 2021-09-10 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用掺铒光纤光源的温度特性补偿光纤陀螺变温标度因数的方法，涉及光纤陀螺领域，由于光纤陀螺的标度因数主要受光纤环和平均波长两个因素的影响，标度因数误差的大小直接影响陀螺的导航精度，变温标度因数是评价陀螺性能的一个重要指标。本发明选用平均波长随温度呈正相关变化的光源补偿光纤陀螺标度因数的温度性能，通过掺铒光纤光源光路与电路的设计，对该光源进行温度测试并观察其温度相关性，将平均波长随温度呈正相关的光源安装到光纤陀螺上进行陀螺的标度因数温度稳定性测试。通过本发明提出的方法最终得到补偿后稳定性较好的光纤陀螺变温标度因数，为实现高精度光纤陀螺有着重要作用。
一种利用光源温度特性补偿光纤陀螺温标因数方法

[发明专利]一种基于LMS算法的半球谐振子特征参数辨识方法-CN202010273032.4有效
发明人： 郜中星;徐睿东;张勇刚;王博;彭斌;南方伯;张贵研 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-04-09 - 公布日： 2021-07-16 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明提供一种基于LMS算法的半球谐振子特征参数辨识方法，包括：采集振动陀螺的检测信号进行数据处理，包括将检测信号与参考信号相乘，解算得到椭圆坐标系下的参数方程。通过幅度控制、正交控制和频率控制，使参数逐渐收敛至稳定状态。根据解算得到的椭圆坐标系下的参数方程，构建LMS算法参数辨识模型。根据LMS算法参数辨识模型的输出，求解得到待求的特征参数，实现特征参数辨识功能。本发明具有简洁性，只需要将半球谐振陀螺接入驱动检测装置中，其余解算均由处理器完成。该方法具有适用性，驱动检测装置可以适用于绝大多数半球谐振子的测定。该方法具有实时性和准确性，可以在陀螺装配完成后进行测试，且测试结果准确，可以直接使用。
一种基于 lms 算法半球谐振子特征参数辨识方法

[发明专利]一种全角半球谐振陀螺单通道控制系统及方法-CN202011280609.0在审
发明人： 郜中星;徐睿东;张勇刚;张贵研;王博 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-11-16 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种全角半球谐振陀螺单通道控制系统及方法，包括：驱动检测电极时分复用模块、模数信号转换模块、检测信号幅相解调模块、误差参量辨识模块、幅相控制回路模块、驱动信号调制合成模块和数模信号转换模块；该系统及方法将对陀螺的控制从双通道转化为单通道，进而从根本上消除了双通道间元件参数与电路设计中可能存在的误差，解决双通道增益不一致的问题。
一种全角半球谐振陀螺通道控制系统方法

[发明专利]一种用于振动陀螺信号解算的自适应陷波方法-CN202010273008.0在审
发明人： 郜中星;张贵研;张勇刚;南方伯;徐睿东;王博;彭斌 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-04-09 - 公布日： 2020-08-11 - 主分类号： G01C19/5776 文献下载
摘要：本发明提供一种用于振动陀螺信号解算的自适应陷波方法，根据振动陀螺特性可知，检测电极输出信号是由正弦波和余弦波组合而成，将振动陀螺检测电极输出的X、Y信号分别与DDS信号发生器产生的sin(ωt)和cos(ωt)信号相乘获得cx、cy、sx、sy信号，产生的信号包含有二倍频信号和差频信号，二倍频信号会影响解算的结果。因此，需要先通过低通滤波器将一部分高频信号过滤掉，配合自适应陷波器来达到控制振动陀螺起振工作的目的。然后经过自适应陷波器将二倍频信号进行衰减，仅留下差频信号用于解算。解算后，获得陀螺的振动相位差值并经过PI控制单元，使其振动频率更快的达到期望值，并将振动频率f反馈给自适应陷波器和DDS信号发生器，从而实现自适应功能。
一种用于振动陀螺信号自适应陷波方法

[发明专利]一种克服速率积分振动陀螺低速自锁效应的方法-CN202010272944.X在审
发明人： 郜中星;彭斌;张勇刚;王博;张贵研;徐睿东;南方伯 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-04-09 - 公布日： 2020-08-07 - 主分类号： G01C19/5776 文献下载
摘要：本发明提供一种克服速率积分振动陀螺低速自锁效应的方法，首先在驱动控制电极添加虚拟旋转控制电压，该电压产生的虚拟旋转力进一步产生虚拟旋转速度施加于振动陀螺上，从而使得陀螺的总输入旋转速度在任何工作情况下均远远大于阻尼不对称程度Δ(1/τ)，进而克服速率积分振动陀螺的低速自锁效应；然后通过检测模块检测振动陀螺的运动并解算出驻波进动角，再减去因虚拟旋转引起的驻波虚拟旋转角度，最后结合进动因子得到真实的外界旋转角度。本发明可以有效解决速率积分振动陀螺在低转速输入情况下驻波进动角向某个常值角度趋近并且保持锁定的问题，进而让速率积分振动陀螺在全速率范围内均可以高精度工作。
一种克服速率积分振动陀螺低速效应方法

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