基于频率解调的半球谐振陀螺控制技术研究及其实现方法

【作者】 王瑞祺； 伊国兴； 陈家沛； 解伟男； 孙一为； 王奇； 李汉时；

【机构】 哈尔滨工业大学航天学院,空间控制与惯性技术研究中心；

【摘要】 目前半球谐振陀螺的主要控制方案主要为力平衡模式和全角模式,其中力平衡模式直接输出角速率信息,具有噪声小、精度高的优点。全角模式直接输出角度信息,具有动态范围大、线性度高的优点。本文提出的基于频率解调的全角模式半球谐振陀螺不仅继承了传统全角模式半球谐振陀螺动态范围大、线性度高的优点,同时兼顾了的力平衡模式半球谐振陀螺精度高、噪声小的优点。本文以半球谐振陀螺两通道的检测信号为出发点,利用正反转模态分离器设计了幅值信号和正交信号的解调方案。其次根据锁相环的参考信号,设计了半球谐振陀螺幅值控制方案、正交控制方案及虚拟进动控制方案,并利用半球谐振陀螺全闭环仿真系统对其进行分析。最后采用FPGA+DSP的双核心架构实现了频率解调半球谐振陀螺的实验验证。实验结果表明,相比于传统的全角模式控制方案,本方案消除了温度波动和器件老化引起的谐振频率趋势性变化对陀螺漂移的影响。更多还原