单自由度气浮陀螺仪漂移系数的控制技术

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1、文章编号:1005-6734(2002)02-0044-05单自由度气浮陀螺仪漂移系数的控制技术郭涛S崔燕I姚竹贤2（1.北京理工大学自动控制系，北京100081：2.中国航天导航技术研究院230厂，北京100854）摘要：分析了单自由度气浮陀螺仪心&项漂移系数的主要影响装配工艺因素，并通过实验对心心项漂移系数彬响程度进行量化，提出控制沱螺仪K”卞*"山或工血扛代“丫刁播施.关键词：单口由度气浮陀螺仪：干扰力矩：漂移系数中图分类号：U666.12'3文猷标识；StudyonControllingforAirStatic八一•一fDegree-of-freedomGyroDriftC

2、oefficientGUOTao1,CUIYanYAOZhu-xian'（LDept,ofAutomaticControl.BeijingInstituteofTechnologyUniversity,Beijing10008hChina;2.230Factory,ChinaAcademyofSpaceNavigationTechnology.Beijing100854.China）Abstract:TheprincipalassemblyfactorsthatinfluencedKGandKdriftcoefficientofairstaticpressuresingle-d

3、egree-oMreedomgyroareanalyzedandquantizedbasedonthegyroprincipleaswellasthenumerousexperimentresults.SometechnologystepsofcontrollingKqandKdriftcoefficientaccuracyarepresented.Keywords:airstaticpressuresingle-degree-of^freedomgyro;disturbingtorque;driftcoefficient1概述单自由度气浮陀螺仪（以下简称陀螺仪）是气浮稳定平台保

4、持惯性空间基准的敏感元件，是平台系统最主要的仪表之一。陀螺仪的精度决定了平台系统保持惯性空间基准的精度，进而决定整个火箭系统的导航及入轨精度。陀螺仪在工作过程中，受到复杂的力学坏境的彫响，如振动、冲击等。要使仪表在这些环境下仍能保持良好的精度和稳定性，是制造工艺的一个难点。单自由度气浮陀螺仪属于静压气浮支承仪表，它主要由两个组件绢成：一个是浮子组件，它内部装有被称为陀螺仪“心脏”的陀螺马达，浮子组件的轴端部装有传感器转子、力矩器转子、平衡装置等；另一个是壳体组件.在壳体上装有气浮轴承的外轴套、传感器定子、力矩器定子及输电装置等零件。高速运转的陀螺马达提供陀螺所需角动量H，空气轴承支

5、承浮子组合件构成陀螺仪的内框架，真轴线为陀螺仪的输岀轴。单自由度陀螺仪漂移角速度公式为⑴：a）=M/H（1）收•日期：20020202作者筲介：郭涛（1974-）,如北京理工大学自动控制系研究生•从事导航控曳与制导&业.Xr-为漂移角速度，M为作川在输出轴i.的干扰力用总利,//为PS螺转子角动绘.■股怙况下，可认为〃是共值.单门山!殳气浮陀螺仪的谋芟卞耍取决”英辂出轴上听空的「九力如上空气轮承的涡流力矩、馈电装豐的桔力知、静半衡力矩、静不平衝力定等。为提髙陀螺仪粘度及稳启性.必须尽並降低时值,并使其加各种环境下稳定不变,2单自由度陀螺仪的误差模型早口曰度陀螺仪输出轴上的力矩形式课

6、差模型为叫M=A/o〒mL&x_泌妬+^Cyxaya-_加々；旳偽+m2(Cu-'"(2)式6X为縫岀轴上的总干扰力短皿为与加速度无关的常值十为亡输入轴、白转轴的质心偏移：q为柔性系数.它代表沿/轴M.h冷、“、a：分别为沿输入轴、输出轴、『I转铀的加速度。O-1)式的定义，可以写出陀螺仪的静态漂移汉差模型；总漂移K二K°+K,，4+Kg+Kga：+Kxaxax+gata:十a「+K二a；+E(3)式中，屁为号加速度无关的漂移系数，K“为与沿输入轴加速废的一次方衣关的漂移率系数，K匕为打沿自转轴加速度的一次方有关的潦移率系数,K；：、K"・Ku、KgK二为bin速度乘积有关的漂移率

7、系薮.E为随机漂移。-般粹勺加速度一次方有关的漂移系数称为&项系数，而与加速度乘枳吉关的漂移系数统称为心项系数.本文主要対心&项系数进彳亍讨论.3单自由度陀螺仪怡、K项漂移系数的影响因素根据陀螺仪漂移谋差模型，各项漂移系数是由不同性质的干扰力矩所引起的v陀螺仪的干犹力建人置分为与加速度无关的常值干扰力矩、勺加速度一次方有关的十扰力矩和打加速度乘积成丄比的千扰力其中，常值干扰力矩包括软导线弹性力业、空气轴承的涡说力矩和电礎十扰力矩等・匸要影响&项漂移系数：耳加速度一次方