动力调谐陀螺再平衡回路数字化的研究与实现

作     者：张连超 范世珣 范大鹏 李玲 ZHANG Lian-chao;FAN Shi-xun;FAN Da-peng;LI Ling

作者机构：国防科学技术大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2007年第15卷第12期

页      面：1974-1981页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金："十五"国防预研资金资助项目(No18YXGFKD118) 

主　　题：数字化 动力调谐陀螺 再平衡回路 传递函数辨识 

摘      要：为克服模拟再平衡回路时由控制补偿和温度补偿引起的各种问题,研究了动力调谐陀螺仪再平衡回路的数字化设计和实现方法。采用基于DSP的SVPWM数字化方法设计了频率可调的高精度三相逆变电源,解决了传统陀螺电机电源频率调整困难、相位稳定性低、效率低等问题;基于dSPACE半实物仿真系统设计了双输入双输出频率特性分析仪,辨识出数字再平衡回路的开环离散传递函数矩阵;利用矩阵求逆法与经典控制器设计方法设计了数字解耦合校正环节,使陀螺系统能够获得更好的动态性能。实验结果表明:所设计的陀螺电机电源频率稳定性优于±1.5×10-6,波形失真度70Hz,阶跃响应超调量5%,上升时间5ms,输入信号频率为10Hz时,两轴交叉耦合1%。在保证稳定裕度的前提下,实现了比模拟再平衡回路更好的系统动态性能,为深入研究现代控制方法在动调陀螺再平衡回路中的应用奠定了基础。