陀螺儀全數(shù)字再平衡回路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、陀螺儀是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的重要測(cè)量元件，它敏感運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)于慣性空間的角運(yùn)動(dòng)，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(gè)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(cè)量裝置，因此設(shè)計(jì)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(dòng)力學(xué)原理和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析原理為理論工具，以實(shí)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(jìn)行了頻

2、譜分析；閱讀了大量的文獻(xiàn)后，分析了模擬再平衡回路和數(shù)字再平衡回路的特點(diǎn)，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(diǎn)，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(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)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(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器數(shù)學(xué)描述中各參數(shù)的特點(diǎn)；設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)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(duì)液浮陀螺儀再平衡回路信號(hào)的頻譜特點(diǎn)，應(yīng)用欠采樣技術(shù)對(duì)再平衡回路的信號(hào)進(jìn)行采樣處理，設(shè)計(jì)出無(wú)限沖擊響應(yīng)二階巴特沃斯低通濾波器，經(jīng)過(guò)matlab仿真實(shí)驗(yàn)，證明欠采樣方法對(duì)再平衡回路信號(hào)處理的切實(shí)可行；以TI公司TMS320F2812DSP作為硬件電路核心，設(shè)計(jì)了數(shù)字脈沖再平衡回路，通過(guò)DSP控制A/D采樣陀螺儀信號(hào)器，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字ADRC控