基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及惯性仪表误差测试技术领域，特别涉及一种基于转台位置工作模 式的静电陀螺伺服测试装置。
【背景技术】
[0002] 静电陀螺仪是自由转子陀螺仪，没有传统转子陀螺仪中的力矩器，因此不能应用 传统的力反馈法测试漂移误差模型。通常采用伺服法进行精度测试，试验时将陀螺仪安装 在伺服测试转台上，转子处于自由工作状态，由于陀螺仪存在漂移误差，转子位置会发生变 化，通过对转台进行伺服控制使转台实时跟踪陀螺仪转子，因此可以用转台的运动轨迹来 表征静电陀螺仪转子的运动轨迹，从而实现对静电陀螺仪漂移误差的测试。
[0003] 现有的静电陀螺仪漂移误差伺服测试装置的信号传输流程如图1所示，其中，转台 工作于伺服控制模式，即转台运动闭环控制系统中以静电陀螺仪的角度输出传感器代替转 台的测角传感器，陀螺仪作为闭环伺服控制系统的角度测量反馈元件来参与转台运动闭环 控制。因此，转台伺服模式下运动闭环控制系统的性能受陀螺仪角度输出传感器的性能影 响较大，由此带来的问题是系统调试困难，易造成转台超速，系统工作可靠性差，且不同陀 螺仪角度输出传感器的性能不一致也会造成伺服控制系统的性能变化，当更换被测陀螺仪 时还需要重新调整伺服系统参数，系统鲁棒性不好。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本实用新型的目的在于提出一种基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测 试装置，具有调试方便、鲁棒性强和可靠性高的优点。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型提出了一种基于转台位置工作模式的静电陀螺伺 服测试装置，包括:转台台体，所述转台台体用于装载陀螺仪，所述陀螺仪包括陀螺仪本体 和陀螺仪壳体;转台控制柜，所述转台控制柜与所述转台台体相连，以根据转台实时角位置 偏差信号对所述转台台体的进行运动闭环控制;壳体翻滚控制电路，所述壳体翻滚控制电 路与所述陀螺仪相连，以控制所述陀螺仪本体相对于所述陀螺仪壳体做周期性旋转运动； 陀螺控制柜，所述陀螺控制柜分别与所述陀螺仪、转台控制柜和所述壳体翻滚控制电路相 连，以对所述陀螺仪进行监测和控制，并获取壳体翻滚角度和陀螺偏角信号，以及根据所述 陀螺偏角信号生成转台运动角位置增量指令；以及陀螺测试机柜，所述陀螺测试机柜分别 与所述转台台体和所述转台控制柜相连，以根据转台台体的内、外环轴角度位置数据建立 陀螺漂移误差模型，并输出陀螺仪漂移误差测试结果。
[0007] 另外，根据本实用新型上述的基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置还 可以具有如下附加的技术特征：
[0008] 在一些示例中，壳体角度解码电路，所述壳体角度解码电路与所述壳体翻滚控制 电路相连，以向所述壳体翻滚控制电路发送壳体翻滚控制指令信号，并从所述壳体翻滚控 制电路获取壳体角度编码信号；陀螺信号分解电路，所述陀螺信号分解电路用于获取所述 陀螺仪的陀螺偏角信号，并对所述陀螺偏角信号进行正交分解，以得到陀螺分解信号;坐标 变换模块，所述坐标变换模块分别与所述陀螺信号分解电路和所述壳体角度解码电路相 连，以对所述陀螺分解信号进行坐标变换，得到转台运动角位置增量指令。
[0009] 在一些示例中，所述转台控制柜包括:转台驱动电机，用于对所述转台台体进行控 制;转台角度传感器，用于检测转台实时角位置信号，并输出转台角度传感器测得的实时角 位置信号;转台运动控制模块，所述转台运动控制模块分别与所述坐标变换模块、转台驱动 电机和所述转台角度传感器相连，以根据转台实时角位置偏差信号通过所述转台驱动电机 对所述转台台体进行控制。
[0010] 在一些示例中，所述转台实时角位置偏差信号ein、ecm^过如下方式得到：陀螺仪 的角度传感器测量出陀螺偏角信号u，通过所述陀螺信号分解电路将u分解成两路正交信号 Ux、Uy;通过所述坐标变换模块将ux、uy转换成转台内、外环轴的运动角位置增量指令信号Δ ri n(k)、Δ rmjt(k);所述转台控制柜根据Δ rin(k)、Δ rmjt(k)和当前的内、外环轴角位置信号 0in(k)、0QUt(k)产生内、外环轴的运动角位置指令信号r in(k)、rciut(k);根据输入的所述内、 外环轴的运动角位置指令信号rin(k)、 rciut(k)驱动转台运动;其中，所述转台实时角位置偏 差信号ein、e〇 u^所述内、外环轴的运动角位置指令信号rin(k)、rQUt(k)与转台角度传感器 实时测得的转台角位置信号Θ i 、Θ。u tm之差。
[0011] 在一些示例中，所述转台台体通过滑环传输与陀螺仪相关的各类信号。
[0012] 在一些示例中，所述陀螺偏角信号u表示形式为：
[0013] u=Asin( ω t+Φ )，
[0014] 其中，A为陀螺偏角信号的幅值，ω为陀螺转速，φ为陀螺偏角信号的相位。在一些 示例中，所述陀螺分解信号根据以下公式得到：
[0015]
[0016] 在一些示例中，所述转台内、外环轴的运动角位置增量指令信号Δ rin(k)、Δ rmjt (k)通过如下公式得到：
[0017] I uui '、 ， t- λ x-x \j / /. υ z
v ?'.t υ /. t \s y -i in v 产 、 * n
[0018] 其中，p〇为坐标变换角度零位，p为壳体翻滚角度，pq为壳体翻滚角度零位。
[0019] 在一些示例中，所述内、外环轴的运动角位置指令信号rin(k)、rciut(k)通过如下公 式得到：
[0020]
[0021] 在一些示例中，所述转台实时角位置偏差信号ein、eciut通过如下公式得到：
[0022]
[0023]根据本实用新型的基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置，不以陀螺仪 作为转台运动闭环控制系统的测量反馈元件，静电陀螺仪不是转台运动闭环控制系统的组 成部分，因此转台的运动性能不受陀螺仪性能的影响，该装置具有调试方便、鲁棒性强和可 靠性高的优点。
[0024] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述 中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0025] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将 变得明显和容易理解，其中：
[0026] 图1是现有的基于转台伺服工作模式的静电陀螺伺服测试装置的信号传输流图；
[0027] 图2是本实用新型一个实施例的基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置 的结构示意图；
[0028] 图3是本实用新型一个实施例的基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置 的信号传输流程图。
[0029] 附图标记说明：
[0030] 1-壳体翻滚控制指令信号、2-壳体角度编码信号、3-壳体翻滚角度p、4-陀螺偏角 信号u、5-陀螺分解信号u x，uy、6-转台实时角位置偏差信号&^_、7、转台实时位置信号 0in，θ_、8-陀螺仪漂移误差模型、9-转台运动角位置增量指令信号Δ rin(k)，Δ rcmt(k)、10-转台当如位置?目号9in(k)，Qoijjk)、11-转台运动角位置指令彳目号rin(k)，r〇ut(k)、12-转台角 度传感器实时测得的角位置信号θ ιη_ω，θ__η。
【具体实施方式】
[0031] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的 限制。
[0032] 以下结合附图描述根据本实用新型实施例的基于转台位置工作模式的静电陀螺 伺服测试装置。
[0033] 图2是根据本实用新型一个基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装置的结 构示意图。图3是本实用新型一个实施例的基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试装 置的信号传输流程图。结合图2和图3所示，该基于转台位置工作模式的静电陀螺伺服测试 装置包括:转台台体110、转台控制柜120、壳体翻滚控制电路130、陀螺控制柜140和陀螺测 试机柜150。
[0034] 其中，转台台体110用于装载陀螺仪(被测对象），陀螺仪包括陀螺仪本体和陀螺仪 壳体。更为具体地，在一些示例中，转台台体110例如通过滑环传输与陀螺仪有关的各类信 号。转台控制柜120与转台台体110相连，以根据转台实时角位置偏差信号对转台台体110的 进行运动闭环控制。壳体翻滚控制电路130与陀螺仪壳体相连，以控制陀螺仪本体相对于陀 螺仪壳体做周期性旋转运动。陀螺控制柜140分别与陀螺仪、转台控制120和壳体翻滚控制 电路130相连，以对陀螺仪进行监测和控制，并获取壳体翻滚角度和陀螺偏角信号，以及根 据陀螺偏角信号生成转台运动角位置增量指令。陀螺测试机柜150分别与转台台体110和转 台控制柜120相连，以根据转台台体110的内、外环轴角度位置数据建立陀螺漂移误差模型， 并输出陀螺仪漂移误差测试结果。其中，如图2所示，陀螺仪和壳体翻滚控制电路130例如通 过高精度过渡工装安装在转台台体110上。
[0035]在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，陀螺控制柜140例如包括:壳体角度解 码电路141、陀螺信号分解电路142和坐标变换模块143。其中，壳体角度解码电路141与壳体 翻滚控制电路130相连，以向壳体翻滚控制电路130发送壳体翻滚控制指令信号，并从壳体 翻滚控制电路130获取壳体角度编码信号。陀螺信号分解电路142用于获取陀螺仪的陀螺偏 角信号，并对陀螺偏角信号