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球谐振陀螺模型分析与控制电路技术研究

周强  
【摘要】:半球谐振陀螺仪(Hemispherical Resonator Gyro)是一种高精度、高可靠、长寿命的新型固态陀螺仪,它是利用半球壳唇缘的径向振动驻波进动效应来感测基座旋转的一种新型振动陀螺。 本文通过分析研究半球谐振陀螺的数学模型和运动特性,研究了力平衡模式下的控制规律。运用控制理论对陀螺的控制模型进行分析研究,通过理论分析、实验测试、仿真设计,研究、改进半球陀螺控制系统校正环节,优化了半球陀螺控制系统参数,得到满足陀螺动态性能指标要求的结果。对控制单元电路进行设计优化,研究了陀螺读出信号和激励信号检测精度的提高方法,设计了组合高阶带通滤波器。对陀螺温度特性进行分析,并利用补偿改善陀螺输出的温度特性,降低了环境温度对陀螺性能的影响。通过陀螺控制模型和控制电路技术的研究、分析,提高了陀螺性能指标。 研究了半球谐振陀螺数据处理的Allan方差分析法,尝试用AR(2)模型对半球陀螺漂移数据进行建模和进行FLP滤波,并利用Allan方差法,对比滤波前后分析结果。


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