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一种挠性陀螺交叉耦合补偿电路的制作方法

2022-02-21 09:43:06 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及陀螺仪控制领域,具体涉及一种挠性陀螺交叉耦合补偿电路。


背景技术:

2.挠性陀螺主要用于惯性导航系统,提供角速度等信息,对运载体的角速度或角增量的敏感测量功能,挠性陀螺上包括力矩器,力矩器用来沿两进动轴对转子施加修正力矩或补偿力矩,当沿一个轴有角速度输入时,转子轴会在两个力矩器的方相上均有偏转角,挠性陀螺仪的力矩器交叉耦合是造成其再平衡回路误差的因素,挠性陀螺仪的挠性支承结构决定了它双自由度的特点,即它是一个双输入双输出的惯性元件,由于机械结构上的原因,在两个力矩器的方相上都会出现偏转角的问题,在再平衡回路中若不对这种交叉耦合采取有效措施,将会对系统的精度造成一定的影响。


技术实现要素:

3.为解决上述现有技术挠性陀螺受交叉耦合影响,造成测量精度不正确的缺陷,本实用新型提供一种挠性陀螺交叉耦合补偿电路。
4.本实用新型的技术方案是:一种挠性陀螺交叉耦合补偿电路,包括挠性陀螺的x力矩器和y力矩器,还包括电阻r11~r20,电容c11~c12,运算放大器u1;
5.vx输入端,输入x力矩器低电压信号;
6.vy输入端,输入y力矩器低电压信号;
7.vx输入端依次串联电阻r11、电阻r12和电阻r13,电阻r13接地,电阻r14与电阻r11和电阻r12之间的连接点连接;
8.vy输入端与电阻r15连接接地,vy输入端依次串联电阻r16和电阻r17,电阻r17与运算放大器u1反相输入端连接,在电阻r16和电阻r17之间连接有接地的电容c1,电阻r14与电阻r16和电阻r17之间的连接点连接;
9.电容c2与电阻r17与运算放大器反相输入端之间连接点连接,电容c2另一端与运算放大器u1输出端连接,电容c2对低频信号进行滤波;
10.电阻r14还与电阻r18连接,电阻r18另一端与运算放大器u1的输出端连接;
11.vx输入端通过电阻r11及电阻r19与运算放大器u1的同相输入端连接,在电阻r19与运算放大器u1的同相输入端之间的连接有接地的电阻r20;
12.电阻r14和电阻r19为可调节电阻。
13.优选的,vy输入端连接有电感l1。
14.优选的,x力矩器和y力矩器还连接有一个与交叉耦合补偿电路相同的电路结构,在该电路结构中vx输入端和vy输入端进行位置调换。
15.本实用新型的有益效果:通过测试陀螺仪得到挠性陀螺上力矩器为正耦合或负耦合,根据测试结果调整电阻阻值使其一路断开,两个力矩器输入端与运算放大器连接组成加法运算电路或减法运算电路进行补偿,从而提高挠性陀螺输出的精度。
附图说明
16.图1为挠性陀螺x力矩器交叉耦合补偿电路原理图。
具体实施方式
17.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
18.本实用新型技术方案如下:一种挠性陀螺交叉耦合补偿电路,包括挠性陀螺的x力矩器和y力矩器,如图1所示,还包括电阻r11~r20,电容c11~c12,运算放大器u1;
19.vx输入端,输入x力矩器低电压信号;
20.vy输入端,输入y力矩器低电压信号;
21.vx输入端依次串联电阻r11、电阻r12和电阻r13,电阻r13接地,电阻r14与电阻r11和电阻r12之间的连接点连接;
22.vy输入端与电阻r15连接接地,vy输入端依次串联电阻r16和电阻r17,电阻r17与运算放大器u1反相输入端连接,在电阻r16和电阻r17之间连接有接地的电容c1,电阻r14与电阻r16和电阻r17之间的连接点连接;
23.电容c2与电阻r17与运算放大器反相输入端之间连接点连接,电容c2另一端与运算放大器u1输出端连接;
24.电阻r14还与电阻r18连接,电阻r18另一端与运算放大器u1的输出端连接;
25.vx输入端通过电阻r11及电阻r19与运算放大器u1的同相输入端连接,在电阻r19与运算放大器u1的同相输入端之间的连接有接地的电阻r20。
26.电阻r14和电阻r19为可调节电阻。
27.vy输入端连接有电感l1。
28.当挠性陀螺输入角速度时,受挠性陀螺转子的影响,x力矩器和y力矩器输出信号交叉耦合,首先通过陀螺仪测出x力矩器和y力矩器受到是正反馈还是负反馈影响。
29.当x力矩器和y力矩器出现负反馈时,调大电阻r19的阻值,使vx输入端至运算放大器u1同相输入端断路,vx输入端将电压信号输入至运算放大器u1反相输入端,vy输入端将电压信号输入至运算放大器u1反相输入端,因此vx输入端和vy输入端组成加法运算电路,运算放大器u1将vx电压信号和vy电压信号相加后放大输出,vx电压信号和vy电压信号相加补偿交叉耦合的输出。
30.当x力矩器和y力矩器出现正反馈时,调大电阻r14的阻值,使vx输入端至运算放大器u1反相输入端断路,vx输入端将电压信号输入至运算放大器u1同相输入端,vy输入端将电压信号输入至运算放大器u1反相输入端,因此vx输入端和vy输入端组成减法运算电路,运算放大器u1将vx电压信号减去vy电压信号后放大输出,vx电压信号减去vy电压信号补偿交叉耦合的输出。
31.由于挠性陀螺具有两个力矩器,两个力矩器因此这两个力矩器的输出都需要补偿交叉耦合带来的影响,因此x力矩器和y力矩器还连接有一个与交叉耦合补偿电路相同的电路结构,在该电路结构中vx输入端和vy输入端进行位置调换,用来补偿y力矩器受到交叉耦合的影响,原理同上。
32.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并非用于限定本实用新型的保护范围。
凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围内。


技术特征:
1.一种挠性陀螺交叉耦合补偿电路,包括挠性陀螺的x力矩器和y力矩器,其特征在于:还包括电阻r11~r20,电容c11~c12,运算放大器u1;vx输入端,输入x力矩器低电压信号;vy输入端,输入y力矩器低电压信号;vx输入端依次串联电阻r11、电阻r12和电阻r13,电阻r13接地,电阻r14与电阻r11和电阻r12之间的连接点连接;vy输入端与电阻r15连接接地,vy输入端依次串联电阻r16和电阻r17,电阻r17与运算放大器u1反相输入端连接,在电阻r16和电阻r17之间连接有接地的电容c1,电阻r14与电阻r16和电阻r17之间的连接点连接;电容c2与电阻r17与运算放大器反相输入端之间连接点连接,电容c2另一端与运算放大器u1输出端连接;电阻r14还与电阻r18连接,电阻r18另一端与运算放大器u1的输出端连接;vx输入端通过电阻r11及电阻r19与运算放大器u1的同相输入端连接,在电阻r19与运算放大器u1的同相输入端之间的连接有接地的电阻r20;电阻r14和电阻r19为可调节电阻。2.根据权利要求1所述的一种挠性陀螺交叉耦合补偿电路,其特征在于:vy输入端连接有电感l1。3.根据权利要求2所述的一种挠性陀螺交叉耦合补偿电路,其特征在于:x力矩器和y力矩器还连接有一个与交叉耦合补偿电路相同的电路结构,在该电路结构中vx输入端和vy输入端进行位置调换。

技术总结
一种挠性陀螺交叉耦合补偿电路,包括挠性陀螺的X力矩器和Y力矩器,还包括电阻R11~R20,电容C11~C12,运算放大器U1,通过测试陀螺仪得到挠性陀螺上力矩器为正耦合或负耦合,根据测试结果调整电阻阻值使其一路断开,两个力矩器输入端与运算放大器连接组成加法运算电路或减法运算电路进行补偿,从而提高挠性陀螺输出的精度。螺输出的精度。螺输出的精度。


技术研发人员:刘建斌 耿东恒
受保护的技术使用者:陕西航天时代导航设备有限公司
技术研发日:2021.09.24
技术公布日:2022/1/25
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