动力调谐陀螺仪智能测试系统设计

摘要

动力调谐陀螺仪作为一种惯性级精密仪表己被广泛应用于航天航空、舰船潜艇、地下勘探等领域。它用于测量物体相对于惯性空间的角速度信号，是惯性导航系统中十分重要的测量元件，比其他类型陀螺仪技术更成熟，成本更低廉。再平衡回路作为陀螺仪的控制器，其性能优劣直接决定着系统的测量精度、工作范围等。陀螺仪需要配备高精度的再平衡回路才能正常工作。
　　 由于受到制造、加工精度等因素的限制，各陀螺仪的实际结构参数与设计参数不尽一致，需要配备的再平衡回路的控制参数也略有差别。再平衡回路的制作需要专业人员花费大量时间进行电路和陀螺的一对一联调，制约着陀螺的批量化生产。而且随着使用时间的积累，陀螺仪自身特性也会发生变化，要想保证精度也需要调整控制参数。
　　 针对这一现状，本文提出了一种基于模型辨识的陀螺仪控制设计方案。以陀螺仪理论模型为指导，综合虚拟仪器技术，搭建以计算机和数据采集系统为平台的陀螺仪辨识、控制系统。设计适合模型参数辨识的激励信号，辨识得到陀螺仪的模型参数，并对辨识结果进行评估。然后进行控制设计仿真，得到满足性能要求的控制参数，生成控制器并用某型动力调谐陀螺仪进行验证。此外还搭建了陀螺仪参数测试系统，通过对转台、陀螺三相电源等设备的程控，配合数据采集系统，实现了陀螺漂移、标度因数等参数的一键测量。