陀螺儀全數(shù)字再平衡回路的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、陀螺儀是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的重要測量元件，它敏感運動物體相對于慣性空間的角運動，被廣泛應(yīng)用于航天、航空和航海等領(lǐng)域，其性能的好壞在整個系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性的作用。液浮陀螺儀是目前應(yīng)用最廣泛的陀螺之一，再平衡回路與陀螺儀一起構(gòu)成了角速度測量裝置，因此設(shè)計高精度的再平衡回路具有十分重要的意義。本課題首先以陀螺動力學(xué)原理和運動學(xué)分析原理為理論工具，以實現(xiàn)控制系統(tǒng)數(shù)字化為目的，明確了陀螺儀輸入角、輸出角的物理含義，推導(dǎo)了陀螺儀開環(huán)傳遞函數(shù)模型并進行了頻

2、譜分析；閱讀了大量的文獻后，分析了模擬再平衡回路和數(shù)字再平衡回路的特點，比較了兩者的優(yōu)劣，結(jié)合本課題陀螺儀結(jié)構(gòu)性能特點，確定了二元調(diào)脈沖寬為再平衡回路的施矩方案。本文主要內(nèi)容包括： 分析了自抗擾控制器的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合自抗擾控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，給出了跟蹤微分器、擴張狀態(tài)觀測器和非線性校正的功能描述，并分析了跟蹤微分器、非線性校正和擴張狀態(tài)觀測器數(shù)學(xué)描述中各參數(shù)的特點；設(shè)計了基于自抗擾控制方法的陀螺再平衡回路，主要包括：設(shè)計了再平衡回

3、路自抗擾控制器的結(jié)構(gòu)，整定了自抗擾控制器的各個參數(shù)。仿真結(jié)果表明：自抗擾控制方法具有很好的控制效果；針對液浮陀螺儀再平衡回路信號的頻譜特點，應(yīng)用欠采樣技術(shù)對再平衡回路的信號進行采樣處理，設(shè)計出無限沖擊響應(yīng)二階巴特沃斯低通濾波器，經(jīng)過matlab仿真實驗，證明欠采樣方法對再平衡回路信號處理的切實可行；以TI公司TMS320F2812DSP作為硬件電路核心，設(shè)計了數(shù)字脈沖再平衡回路，通過DSP控制A/D采樣陀螺儀信號器，并實現(xiàn)數(shù)字ADRC控