直流陀螺電機的控制與尋北應用研究.pdf

1、本課題主要針對陀螺電機的控制和其在尋北過程中的應用展開了研究，選用兩相無刷直流電機作為陀螺電機，無刷直流電機相對于磁滯電機和異步電機具有體積小、效率高、控制方便的獨特優(yōu)勢，使其在工業(yè)生產和生活中得到了廣泛的應用。懸掛擺式陀螺儀因其獨特的結構設計和感應原理，能夠在地球絕大部分場合精確敏感到地球真北方向，其根本原理是基于高速旋轉的剛體具有的陀螺特性，因此陀螺儀作為北向定位裝置，在隧道施工、礦山開采等無法精確辨別方向的工程中扮演著重要的角色。

2、同時在軍事領域，也對精確定向有著很大的需求，但由于技術封鎖，國內很難得到相關技術成果，因此高精度擺式陀螺儀的開發(fā)與設計是國內研發(fā)的一個很重要的方向。本課題以提高陀螺尋北精度為目的，從分析陀螺運動的規(guī)律出發(fā)，得出了陀螺電機轉速對尋北精度的影響，從而對陀螺電機的控制展開了相應研究，并將兩相無刷直流陀螺電機成功的應用在尋北陀螺儀上，本課題的主要內容如下。
　　(1)研究了陀螺電機的發(fā)展狀況，并分析了各類電機的特點，比如磁滯電機、異步電機

3、和無刷直流電機的特點分析、性能對比等，通過特性分析尋找最適合應用在陀螺儀上的電機。
　　(2)針對陀螺運動特性進行理論分析，得到陀螺靈敏部件的數學運動表達式，從而建立了轉子轉速與尋北結果的數學關系，可以定量地分析轉速大小、轉速誤差對尋北測量的影響。從而為陀螺電機的控制，建立了理論標準。
　　(3)對兩相無刷直流電機進行了結構簡化，給出了電機運動的基本原理，根據電機結構，對陀螺電機數學模型的建立展開了研究。通過陀螺電機的數學模