[发明专利]一种陀螺定向仪角动量检测及补偿方法

摘要

本发明属于测量和定位定向技术领域，特别涉及一种陀螺定向仪角动量检测及补偿方法。本发明包括陀螺电机内部的定子上以120°间隔有3个霍尔元件1，在转轴的一周均匀分布着K个磁钢2，用来检测陀螺电机转速；当霍尔片上的电流恒定不变时，电机转速的变化导致垂直于电流方向的磁场强度发生变化，不同的磁场强度会使得霍尔元件的输出电压不同；当每个磁钢经过霍尔传感器时，霍尔元件便输出一个脉冲。本发明由霍尔元件能够精确的测量陀螺仪转子的实时转速，通过实时的转子速度与预期转子的速度差及速度差的变化率为输入，保证陀螺转子的速度能够得到相应的补偿，有效抑制陀螺转子的转速波动，达到提高陀螺寻北装置的寻北精度。

主权项

1.一种陀螺定向仪角动量检测及补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：陀螺电机内部的定子上以120°间隔有3个霍尔元件(1)，在转轴的一周均匀分布着K个磁钢(2)，用来检测陀螺电机转速；当霍尔元件上的电流恒定不变时，电机转速的变化导致垂直于电流方向的磁场强度发生变化，不同的磁场强度会使得霍尔元件的输出电压不同；当每个磁钢经过霍尔元件时，霍尔元件便输出一个脉冲，采用M/T法对霍尔元件输出的脉冲信号进行测量，得到陀螺电机转速；由霍尔元件输出电压的大小确定当前的陀螺电机转速；得到精确的陀螺电机转速的误差Δn，然后进行速度补偿控制，即陀螺电机的角动量补偿；步骤2：利用实时转速，得到实时转速误差Δn，实时补偿陀螺角动量，采用模糊控制和PID控制相结合的控制方法来对角动量进行补偿，模糊控制器为三维模糊控制器，输入分别为转速误差，转速变化率，转速误差变化的变化率，输出为PID控制器的参数变化率detkp,detki,detkd；步骤3：将补偿后的角动量进行寻北；陀螺定向仪由陀螺电机、测角装置、力矩器和磁悬浮支撑组成α＝arc(sin(K_TI_定子I_转子)Hω_iecosφ)H：陀螺角动量,H＝Jω＝J2πf＝J 2πpn/60，n：转速；ω_ie：地球漂移角速率15.041°/h；φ:地理纬度；α：陀螺电机轴与北向夹角；I定子：力矩器定子电流；I转子：力矩器转子电流；K_T：陀螺力矩系数；步骤4：当陀螺电机的转速得到补偿后送入测角装置，补偿由于转速误差所带来的定向误差；α:计算的陀螺电机轴与北向夹角；