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1、第32卷第4期压电与声光Vol.32No.42010年8月PIEZOELECTRICS&ACOUSTOOPTICSAug.2010文章编号:10042474(2010)04055803光纤陀螺寻北仪四位置转位机构设计及其控制李刚,黄勇,周静梅,曾辉,李世红(四川压电与声光技术研究所,重庆400060)摘要:光纤陀螺(FOG)寻北仪利用光纤陀螺敏感地球自转角速率的水平分量,经解算获得载体参考轴与北向的夹角。转位控制方案设计是寻北仪系统设计中一个极其重要的环节,转位机构的转位精度必须满足
2、寻北的精度要求。该文详细介绍了光纤陀螺寻北仪转位机构设计、实现途径以及对寻北精度的影响。实验证实采用多位置转位机构达到了系统寻北的精度要求。关键词:光纤陀螺(FOG);寻北仪;转位机构;多位置寻北中图分类号:TN253;U666文献标识码:ADesignandControlingoftheFourpositionTurningMechanismofFOGNorthSeekerLIGang,HUANGYong,ZHOUJingmei,ZENGHui,LIShihong(SichuanInstituteofP
3、iezoelectricandAcoustoopitcTechnology,Chongqing400060,China)Abstract:InaFOGnorthseeker,byusingthehorizontalcomponentsoftheearthrotationratesensedbyFOG,theintersectinganglebetweenthegeographicnorthandthereferenceaxisofthevehiclecanbecalculatedaccurately.Thed
4、esignoftheturningcontrolschemeismoreimportantthanothersinoveralldesignofthenorthseeker.Theaccuracyoftheturningmechanismmustmeettheprecisionrequirementofseekingnorth.Inthepaper,thedesignoftheturningmechanismanditsimplementationoftheFOGnorthseeker,andtheinfluen
5、ceofthenorthseekingprecisionareintroducedindetail.TheexperimentverifiesthatthemultipositionturningmechanismcanmeettheprecisionrequirementofseekingnorthinFOGnorthseeker.Keywords:fiberopticgyroscope(FOG);northseeker;theturningmechanism;themultipositionnort
6、hseeking光纤陀螺寻北仪利用光纤陀螺敏感地球自转要求转位机构转动平稳,转速均匀,因此对转位机构角速率分量,并由此计算出载体参考轴与真北方向的设计、加工精度和转速控制提出了很高的要求;同夹角,具有寿命长,可靠性高,抗振动冲击能力强和时采集的数据必须通过电刷进行传输,导致系统抗机动性强(可瞬时启动,无关机延时)等显著优点,主环境能力差,降低了系统的可靠性。要应用于需要定向的高机动武器装备系统及矿山开多位置方式是将光纤陀螺固定在转位机构上,采、隧道施工、大地测量等民用领域。光纤陀螺寻北光纤陀螺的敏感轴与水
7、平面平行。在转位机构旋转仪转位控制方案设计是该系统设计中一个极其重要一定的角度并保持静止后,采集光纤陀螺在该位置的环节,转位机构的转位精度必须满足系统寻北精敏感的地球自转角速率分量信号。经解算,求出光度的要求。纤陀螺寻北仪基准敏感轴与真北方向的夹角。多位置方式一般采用二位置、四位置、八位置等。根据陀1光纤陀螺寻北仪转位机构设计螺敏感轴数量及特性、寻北时间、结构实现的难易等光纤陀螺寻北仪敏感地球自转角速率分量过程因素,选择适当的多位置方式。中,根据转位机构的运动方式分类,转位控制方案主本文重点介绍四位置寻北的方式
8、,该方式结构[1][2]要分为连续旋转方式和多位置方式。简单,便于控制和解算,且易于实现。四位置寻北工连续旋转方式是指将光纤陀螺固定在匀速旋转作原理是光纤陀螺寻北仪在相差90的4个方向上的转位机构上,光纤陀螺的敏感轴与水平面平行。采集地球自转角速率分量,通过计算消除光纤陀螺在转位机构旋转过程中光纤陀螺敏感地球的自转角零偏和漂移趋势项,最后解算出光纤陀螺寻北仪基速率分量。
