摆式陀螺寻北仪抗干扰控制研究

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1、2015年第1期导弹与航天运载技术No.12015总第337期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.337文章编号：1004-7182(2015)01-0022-03DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150105摆式陀螺寻北仪抗干扰控制研究贾智东，王缜（北京航天发射技术研究所，北京，100076）摘要：随着国防事业的飞速发展，在军事应用领域中，对陀螺寻北仪在寻北的快速性与精确性上的要求越来越高，为降低在野外工作时外部环境对其寻北测量的影响，通过引入抗干扰控制电路，改善其抗干扰性，增强其适应外界环境的能力。关键词：陀螺寻北仪；寻北

2、；干扰中图分类号：V448文献标识码：AResearchontheAnti-interferenceControlofPendulousGyroscopeJiaZhi-dong,WangZhen(BeijingInstituteofSpaceLaunchTechnology,Beijing,100076)Abstract:Withthedevelopmentofnationaldefense,thespeedinessandprecisionrequirementforthependulousgyroscopeishigherandhigherinmilitarydomain.

3、Inordertorestraintheinfluenceofouterenvironmentonthependulousgyroscope,theanti-interferencecontrolcircuitisintroducedtoimproveitsanti-interferenceperformanceandenhanceitsabilitytoadapttoouterenvironment.KeyWords:Pendulousgyroscope;Northseeking;Interference0引言有效地抑制了干扰信号对寻北系统的影响，消除了陀陀螺寻北仪又称子午线

4、指示仪、陀螺罗盘，在军螺摆摆动指示指针的抖动现象以及摆式陀螺寻北仪的事和民用领域中，应用日益广泛。它能在静态下全天共振现象，增强了其对外界环境的抗干扰能力。候、全方位、实时、快速定北，从而确定载体方位角（载体的某一参考轴与真北方向的夹角），作为观测、1摆式陀螺寻北仪跟踪系统分析目标瞄准以及导航系统重调试的方位基准，也可作为通过对样机系统的试验分析发现，在其位置信号隧道和矿山等地下作业的方位基准。中存在着一种固有的干扰信号：15Hz信号（摆式陀螺目前，随着国防事业的飞速发展，在军事应用领寻北仪样机系统的工作频率为0.0041Hz）。当受到外域中，对陀螺寻北仪在寻北的快速性与精确性

5、上提出部干扰时，这种15Hz干扰信号会对样机系统的稳定了更高的要求。在野外工作环境中，由于阵风、车辆性产生影响，严重时甚至会引起样机系统的振荡。应发动机工作以及人为走动等环境因素的影响，使陀螺用古典控制理论对样机系统进行理论分析，建立试验[1]仪输出包含了不同成分的干扰信号。除此之外，寻北样机的跟踪系统结构，如图1所示。系统中的非线性单元，例如电机死区、齿轮传动系统中的间隙等，也给陀螺罗盘系统引入了相应的干扰。这些夹杂在位置信号中的干扰信号严重地影响了寻北测量系统的稳定性。为消除干扰信号的影响，消除摆式陀螺寻北仪陀图1跟踪系统结构螺摆摆动指示指针的抖动现象以及摆式陀螺寻北仪的共

6、振现象，应用控制系统理论分析陀螺罗盘寻北系统，简化后跟踪系统结构如图2所示。引入相应的抗干扰控制电路。通过硬件电路的改进，收稿日期：2013-12-05；修回日期：2015-01-12作者简介：贾智东（1976-），工程师，主要从事定位、定向、瞄准装置技术研究第1期贾智东等摆式陀螺寻北仪抗干扰控制研究23号的抑制能力不是很强，衰减能力不能满足样机系统的需求。图2简化后的跟踪系统结构图2中Gs()为跟踪装置，ks()为控制器，计算得：pGsGsGsGsGs()()()()()ks()=012T5（1）1+GsGsGsGsGs()()()()()1234T1GsGs()=()=（2

7、）p6s图1中各环节的数学模型如下：77光路：Gs()=×210；0610图3跟踪系统开环Bode滤波环节：Gs()=；10.022s+1跟踪回路增益：Gs()=4.5；2k703伺服电机：Gs()=m=；Tts++10.0181s1m0.5测速电机：Gs()=；31000测速放大系数：Gs()=0.5；411π减速装置：Gs()=。558356000计算求得：50.4875图4跟踪系统的闭环Bodeks()=20.0003982ss++0.04018.9088其开环传递函数为2抗干扰控制电