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] 本发明设及惯性仪表误差测试技术领域，特别设及一种基于转台位置工作模式的 静电巧螺伺服测试装置。
【背景技术】
[0002] 静电巧螺仪是自由转子巧螺仪，没有传统转子巧螺仪中的力矩器，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，试验时将巧螺仪安装 在伺服测试转台上，转子处于自由工作状态，由于巧螺仪存在漂移误差，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巧螺仪转子，因此可W用转台的运动轨迹来 表征静电巧螺仪转子的运动轨迹，从而实现对静电巧螺仪漂移误差的测试。
[0003] 现有的静电巧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W静电巧螺仪的角度输出传感器代替 转台的测角传感器，巧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巧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 巧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，当更换被测巧螺 仪时还需要重新调整伺服系统参数，系统鲁棒性不好。
【发明内容】
[0004] 本发明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，本发明的目的在于提出一种基于转台位置工作模式的静电巧螺伺服测试装 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，本发明的实施例提出了一种基于转台位置工作模式的静电巧 螺伺服测试装置，包括：转台台体，所述转台台体用于装载巧螺仪，所述巧螺仪包括巧螺仪 本体和巧螺仪壳体；转台控制柜，所述转台控制柜与所述转台台体相连，W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 制电路与所述巧螺仪相连，W控制所述巧螺仪本体相对于所述巧螺仪壳体做周期性旋转运 动；巧螺控制柜，所述巧螺控制柜分别与所述巧螺仪、转台控制柜和所述壳体翻滚控制电路 相连，W对所述巧螺仪进行监测和控制，并获取壳体翻滚角度和巧螺偏角信号，W及根据所 述巧螺偏角信号生成转台运动角位置增量指令；W及巧螺测试机柜，所述巧螺测试机柜分 别与所述转台台体和所述转台控制柜相连，W根据转台台体的内、外环轴角度位置数据建 立巧螺漂移误差模型，并输出巧螺仪漂移误差测试结果。
[0007] 另外，根据本发明上述实施例的基于转台位置工作模式的静电巧螺伺服测试装置 还可W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，W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；巧螺信号分解电路，所述巧螺信号分解电路用于获取所述 巧螺仪的巧螺偏角信号，并对所述巧螺偏角信号进行正交分解，W得到巧螺分解信号；坐 标变换模块，所述坐标变换模块分别与所述巧螺信号分解电路和所述壳体角度解码电路相 连，W对所述巧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 审IJ;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，W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6i。、e。。,通过如下方式得到：巧螺仪 的角度传感器测量出巧螺偏角信号U，通过所述巧螺信号分解电路将U分解成两路正交信 号心Uy;通过所述坐标变换模块将U,、Uy转换成转台内、夕闲轴的运动角位置增量指令信号 Arm(k)、Ar"ut(k);所述转台控制柜根据Arin(k)、ArwtGO和当前的内、夕F环轴角位置信 号0 1。化)、似产生内、外环轴的运动角位置指令信号rm(k)、r。。,化）；根据输入的所述 内、外环轴的运动角位置指令信号rm(k)、r"ut(k)驱动转台运动；其中，所述转台实时角位 置偏差信号ei。、e。。,是所述内、外环轴的运动角位置指令信号r1。化)、r"ut(k)与转台角度传 感器实时测得的转台角位置信号0itm、之差。
[0011] 在一些示例中，所述转台台体通过滑环传输与巧螺仪相关的各类信号。
[0012] 在一些示例中，所述巧螺偏角信号U表示形式为：
[0013] U=Asin(?t+本），
[0014] 其中，A为巧螺偏角信号的幅值，CO为巧螺转速，d)为巧螺偏角信号的相位。
[0015] 在一些示例中，所述巧螺分解信号根据W下公式得到：
[0017] 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Arm化)、 Ar^t(k)通过如下公式得到：
[(
其中，P。为坐标变 换角度零位，P为壳体翻滚角度，P。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rm(k)、r"ut(k)通过如下公 式得到：
[0021] 在一些示例中，所述转台实时角位置偏差信号6i。、e。。,通过如下公式得到：
[0023] 根据本发明实施例的基于转台位置工作模式的静电巧螺伺服测试装置，不W巧螺 仪作为转台运动闭环控制系统的测量反馈元件，静电巧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巧螺仪性能的影响，该装置具有调试方便、鲁棒性强和 可靠性高的优点。
[0024] 本发明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，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0025] 本发明的上述和/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巧螺伺服测试装置的信号传输流图；
[0027]图2是本发明一个实施例的基于转台位置工作模式的静电巧螺伺服测试装置的 结构示意图；
[0028]图3是本发明一个实施例的基于转台位置工作模式的静电巧螺伺服测试装置的 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-巧螺偏 角信号u、5-巧螺分解信号心Uy、6-转台实时角位置偏差信号61。、6。。,、7、转台实时位置信号 01。、0。。1、8-巧螺仪漂移误差模型、9-转台运动角位置增量指令信号Ari"(k)、Ar。。,化)、 10-转台当前位置信号01。化)、0。。,化)、11-转台运动角位置指令信号ri。化)、r。。,化)、 12-转台角度传感器实时测得的角位置信号0itm、
【具体实施方式】
[0031] 下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0032]W下结合附图描述根据本发明实施例的基于转台位置工作模式的静电巧螺伺服 测试装置。
[0033] 图2是根据本发明一个基于转台位置工作模式的静电巧螺伺服测试装置的结构 示意图。图3是本发明一个实施例的基于转台位置工作模式的静电巧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巧螺伺服测试装置 包括：转台台体110、转台控制柜120、壳体翻滚控制电路130、巧螺控制柜140和巧螺测试 机柜150。
[0034] 其中，转台台体110用于装载巧螺仪（被测对象），巧螺仪包括巧螺仪本体和巧螺 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巧螺仪有关的各类 信号。转台控制柜120与转台台体110相连，W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与巧螺仪壳体相连，W控制巧螺仪本体相 对于巧螺仪壳体做周期性旋转运动。巧螺控制柜140分别与巧螺仪、转台控制120和壳体翻 滚控制电路130相连，W对巧螺仪进行监测和控制，并获取壳体翻滚角度和巧螺偏角信号， W及根据巧螺偏角信号生成转台运动角位置增量指令。巧螺测试机柜150分别与转台台体 110和转台控制柜120相连，W根据转台台体110的内、外环轴角度位置数据建立巧螺漂移 误差模型，并输出巧螺仪漂移误差测试结果。其中，如图2所示，巧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] 在本发明的一个实施例中，如图2所示，巧螺控制柜140例如包括：壳体角度解码 电路141、巧螺信号分解电路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，W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。巧螺信号分解电路142用于获取巧螺仪的巧 螺偏角信号，并对巧螺偏角信号进行正交分解，W得到巧螺分解信号。坐标变换模块143分 别与巧螺信号分解电路142和壳体角度解码电路141相连，W对巧螺分解信号进行坐标变 化，得到转台运动角位置增量指令。
[0036] 在图2所示的示例中，巧螺控制柜140例如还可W包括：显示器、示波器、显示面 板、电源箱和警报器等。
[0037] 总的来说，巧螺控制柜140的主要功能例如可W概述为：实现巧螺仪壳体翻滚启/ 停控制和壳体翻滚角度、壳体翻滚状态读取；实现巧螺仪角度传感器输出信号分解，并实时 输出转台内、外环轴的角运动指令信号；实时采集和记录巧螺仪的状态数据。
[003引进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，上述的转台控制柜120包括：转 台驱动电机121 (图中未示出）、转台角度传感器122(图中未示出）和转台运动控制模块 123。其中，转台驱动电机121，用于对转台台体110进行控制。转台角度传感器122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1