用于靶機(jī)的小型機(jī)械垂直陀螺儀的研制.pdf

1、近年來，無人機(jī)技術(shù)不斷向前發(fā)展，靶機(jī)作為無人機(jī)技術(shù)一個(gè)非常重要的應(yīng)用方向，也越來越受到重視。垂直陀螺儀作為靶機(jī)自動(dòng)駕駛儀最為核心的傳感器，對(duì)靶機(jī)飛控導(dǎo)航設(shè)備的性能有直接的影響，從而決定了靶機(jī)的應(yīng)用性能。針對(duì)目前國內(nèi)的應(yīng)用狀況，研制高性能、低成本、能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化輸出的小型機(jī)械垂直陀螺儀已成為靶機(jī)飛控導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展要求。本文的研究重點(diǎn)就是用于靶機(jī)的小型機(jī)械垂直陀螺儀的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。
　　小型機(jī)械垂直陀螺儀是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，主要是由常平架

2、、陀螺馬達(dá)、修正裝置以及姿態(tài)角度傳感器四部分組成。本文首先根據(jù)經(jīng)典理論確立了陀螺儀設(shè)計(jì)方案，對(duì)陀螺儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，然后再分別對(duì)陀螺馬達(dá)、修正裝置以及姿態(tài)角度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。
　　陀螺馬達(dá)是陀螺儀最重要的部件，本文采用了無刷直流電機(jī)作為陀螺儀馬達(dá)，并設(shè)計(jì)了陀螺馬達(dá)的結(jié)構(gòu)。通過研究和分析無刷電機(jī)的控制理論，設(shè)計(jì)了無位置傳感器的陀螺馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路。
　　在參考傳統(tǒng)陀螺儀主軸修正思想的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了以水

3、銀開關(guān)作為傾角儀和無刷直流電機(jī)作為修正力矩器構(gòu)成的修正裝置。本文從原理上分析了這種修正組合方式的可行性，并為修正力矩器設(shè)計(jì)了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)與控制電路。
　　本文舍棄了傳統(tǒng)的電位計(jì)姿態(tài)角度傳感器，以容柵角度傳感器為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種新型的陀螺儀姿態(tài)角度測(cè)量系統(tǒng)。容柵傳感器是非接觸式數(shù)字傳感器，因此可以使轉(zhuǎn)軸上的摩擦力矩減少，增加主軸的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，提高主軸的位置精度。最后，為了便于將測(cè)量的姿態(tài)角度信號(hào)傳輸給飛控器處理，設(shè)計(jì)了以PIC單片機(jī)為