动调陀螺不同工作状态下的温控系统研究

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1、动调陀螺不同工作状态下的温控系统研究李建荣，等动调陀螺不同工作状态下的温控系统研究ResearchonTemperatureControlSystemforDynamicallyTunedGyroscopeunderDifferentOperationalStates李建砻’2赵雁互言乾统锁武。纠畅(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；中国科学院研究生院，北京100039)摘要：为了消除温度控制系统因工作电流过大而对动调陀螺信号产生的电磁干扰，根据是否采集动调陀螺输出值而把温度控制系统分为连续和间歇两种工作方式。依据这两种工作方式的特点

2、分别设计了PID控制算法和模糊控制算法。实验结果表明，温度控制系统的这两种工作方式都能使温度控制精度达到±0．1℃，满足动调陀螺对温度的指标要求。关键词：动调陀螺温度控制PID控制模糊控制连续工作间歇工作中图分类号：TB114．2文献标志码：AAbstract：Toeliminatetheelectromagneticinterferencecausedbylargeoperationalcurrentofthetemperaturecontrolsystemofwhichaffectingsignalsofdynamicallytunedgyroscope。i

3、naccordancewiththeoutputvaluesofgyroscopebeingcollectedornot．theoperationmodeoftemper．aturecontrolsystemcanbeswitchedoverbetweencontinuousandintermittent．Forthesetwooperationmodes。thePIDcontrolalgorithmandfuzzycontrolalgorithmaredesigned．Theexperimentalresultsshowthatunderbothoperati

4、onmodesthetemperaturecanmeettheperformanceindexofdynamicallytunedgyroscope．Keywords：DynamicallytunedgyroscopeTemperaturecontrolPIDcontrolFuzzycontrolContinuousoperationIntermittentoperation安装在轴系旋转面上的动调陀螺停在相对于正北的不0引言同角度上，在系统稳定以后，同时采集陀螺数据和编码动调陀螺温度控制系统的任务是使陀螺仪内部的器数据，完成后再转到下一个角度重复上述工作；最后

5、温度保持在最佳温度工作点，不因环境温度的变化而改利用陀螺数据和编码器数据，计算出正北对应于编码变。陀螺仪是决定惯性系统精度的核心部件，由于其对器上的码值。动调陀螺的温度控制系统由两级温度控温度敏感度大，温度漂移成为其主要的误差源之一。。制系统组成，其结构如图l所示。陀螺温度控制系统的精度直接制约陀螺的输出精动调陀螺ll温控罩度。J，所以对陀螺的工作温度进行精密控制可以提高陀螺的输出精度，从而提高整体惯性系统的精度。绷二■匕。r蜘本文针对多位置捷联寻北系统的工作特性，设计了一个基于数字信号处理器DSP(digitalsignalproces—图1温度控制系统结构图

6、sor)的温度控制系统。由于温度控制系统的电流大、Fig．1Structureofthetemperaturecontrolsystem电磁干扰强，为保证高精度温度控制，要求本温度控制图1中：温控罩温控为一级温控，其主要通过加热系统采用两级温度控制。根据不同物质的导热系数不温控罩内壁上贴的加热片来加热温控罩与陀螺之间的同j，分别对两级温控采用PID控制算法和模糊控制空气来达到温度稳定，控制精度为±0．5oC。陀螺温控算法j。大量实验表明，此方法可以提高温度控制为二级温控，其主要通过加热粘在陀螺外壁上的加热片精度。来加热陀螺，从而达到温度稳定，控制精度为4-0．1

7、cI=。1温度控制系统的原理及组成温度控制系统主要是由温度传感器、A／D转换器、处理器、功放器以及加热器等部分组成。多位置捷联寻北系统是用电机带动轴系转动，使两级温控的原理与温度控制原理相同，只是控制算法和稳态温度值不同。一级温度控制的稳态值是修改稿收到日期：2009—03—26。65℃，二级温度控制的稳态值是73℃。温度控制原理第一作者李建荣，男，1980年生，现为长春光学精密机械与物理研究所机械电子工程专业在读博士研究生；主要从事光电测量方面的研究。如图2所示。34PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVok30No．9Septem

8、ber2009动调陀螺不