本申請涉及測量，特別涉及一種陀螺衰減時間常數(shù)測量方法、裝置、存儲介質(zhì)及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在慣性導航、姿態(tài)控制及穩(wěn)定平臺等高精度技術(shù)領(lǐng)域，振動陀螺作為核心傳感器件，其性能直接決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。振動陀螺通過測量載體繞某一軸線的轉(zhuǎn)動角速率或轉(zhuǎn)動角度，為系統(tǒng)提供必要的姿態(tài)信息。其中，時間衰減系數(shù)（或稱為衰減時間常數(shù)）是衡量振動陀螺性能優(yōu)劣的重要指標之一，它反映了振動陀螺諧振子在自由衰減過程中的能量耗散速率，對于評估振動陀螺的響應(yīng)速度、穩(wěn)定性及長期精度具有重要意義。

2、目前，業(yè)界廣泛采用的一種時間衰減系數(shù)測量方法，是基于諧振子動力學特性的分析。該方法首先將振動陀螺的諧振子通過外部激勵手段驅(qū)動至一個預設(shè)的特定幅度值，隨后釋放控制，使諧振子進入自由衰減狀態(tài)。在自由衰減過程中，通過高精度傳感器連續(xù)監(jiān)測諧振子振動幅度的變化，并記錄下隨時間變化的衰減曲線。隨后，利用數(shù)學工具對采集到的衰減曲線進行指數(shù)函數(shù)擬合，從擬合結(jié)果中提取出衰減時間常數(shù)作為時間衰減系數(shù)的度量。

3、然而，盡管這種方法在理論上能夠較為準確地獲取時間衰減系數(shù)，但在實際應(yīng)用中卻存在顯著不足。具體而言，該方法要求諧振子在測量過程中經(jīng)歷從激勵到自由衰減的完整過程，這意味著諧振子必須釋放其振動能量以達到測量目的。這一過程中，諧振子的振動能量衰減不僅增加了測量時間，更重要的是，對于正在工作狀態(tài)的陀螺而言，需要打斷振動陀螺的工作狀態(tài)，并且頻繁的振動能量衰減會對其內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)造成額外的應(yīng)力負擔，加速磨損，從而影響振動陀螺的長期穩(wěn)定性和使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種陀螺衰減時間常數(shù)測量方法、裝置、存儲介質(zhì)及電子設(shè)備，無需對諧振子進行能量衰減即可獲得準確的衰減時間常數(shù)。具體方案如下：

2、一種陀螺衰減時間常數(shù)測量方法，包括：

3、確定待測量的振動陀螺；

4、將所述振動陀螺控制在全角模式，以獲得所述振動陀螺的幅度控制力；

5、根據(jù)預設(shè)的虛擬進動控制力，控制所述振動陀螺的諧振子的振型在所述全角模式下發(fā)生進動，獲得所述諧振子的振型的進動速率；

6、基于所述幅度控制力、所述虛擬進動控制力以及所述進動速率，獲得所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)。

7、上述的方法，可選的，所述將所述振動陀螺控制在全角模式，以獲得所述振動陀螺的幅度控制力，包括：

8、控制所述振動陀螺在全角模式下；

9、在所述全角模式下，控制所述振動陀螺的諧振子的振動幅值達到預設(shè)的振動幅度設(shè)定值，以獲得所述振動陀螺的幅度控制力。

10、上述的方法，可選的，所述控制所述振動陀螺的諧振子的振動幅值達到預設(shè)的振動幅度設(shè)定值，以獲得所述振動陀螺的幅度控制力，包括：

11、獲取所述振動陀螺的諧振子當前的振動幅值；

12、根據(jù)當前的振動幅值與所述振動幅度設(shè)定值之間的差值，確定所述振動陀螺當前的候選幅度控制力；

13、向所述振動陀螺施加所述候選幅度控制力，并檢測施加所述候選幅度控制力后的所述諧振子的振動幅值是否處于所述振動幅度設(shè)定值對應(yīng)的波動范圍內(nèi)；

14、在檢測到所述諧振子的振動幅值未處于所述波動范圍內(nèi)的情況下，返回執(zhí)行根據(jù)當前的振動幅值與所述振動幅度設(shè)定值之間的差值，確定所述振動陀螺的候選幅度控制力的步驟；

15、在檢測到所述諧振子的振動幅值處于所述波動范圍內(nèi)的情況下，將振動陀螺當前的候選幅度控制力，作為所述振動陀螺的幅度控制力。

16、上述的方法，可選的，所述基于所述幅度控制力、所述虛擬進動控制力以及所述進動速率，獲得所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)，包括：

17、確定所述幅度控制力與所述進動速率之間的乘積；

18、將所述虛擬進動控制力除以所述乘積，獲得所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)。

19、上述的方法，可選的，所述獲得所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)之后，還包括：

20、輸出所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)。

21、一種陀螺衰減時間常數(shù)測量裝置，包括：

22、確定單元，用于確定待測量的振動陀螺；

23、第一控制單元，用于將所述振動陀螺控制在全角模式，以獲得所述振動陀螺的幅度控制力；

24、第二控制單元，用于根據(jù)預設(shè)的虛擬進動控制力，控制所述振動陀螺的諧振子的振型在所述全角模式下發(fā)生進動，獲得所述諧振子的振型的進動速率；

25、執(zhí)行單元，用于基于所述幅度控制力、所述虛擬進動控制力以及所述進動速率，獲得所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)。

26、上述的裝置，可選的，所述第一控制單元，包括：

27、第一控制子單元，用于控制所述振動陀螺在全角模式下；

28、第二控制子單元，用于在所述全角模式下，控制所述振動陀螺的諧振子的振動幅值達到預設(shè)的振動幅度設(shè)定值，以獲得所述振動陀螺的諧振子的幅度控制力。

29、上述的裝置，可選的，所述第二控制子單元，包括：

30、獲取模塊，用于獲取所述振動陀螺的諧振子當前的振動幅值；

31、確定模塊，用于根據(jù)當前的振動幅值與所述振動幅度設(shè)定值之間的差值，確定所述振動陀螺當前的候選幅度控制力；

32、第一執(zhí)行模塊，用于向所述振動陀螺施加所述候選幅度控制力，并檢測施加所述候選幅度控制力后的所述諧振子的振動幅值是否處于所述振動幅度設(shè)定值對應(yīng)的波動范圍內(nèi)；

33、第二執(zhí)行模塊，用于在檢測到所述諧振子的振動幅值未處于所述波動范圍內(nèi)的情況下，重新觸發(fā)所述確定模塊根據(jù)當前的振動幅值與所述振動幅度設(shè)定值之間的差值，確定所述振動陀螺的候選幅度控制力；

34、第三執(zhí)行模塊，用于在檢測到所述諧振子的振動幅值處于所述波動范圍內(nèi)的情況下，將振動陀螺當前的候選幅度控制力，作為所述振動陀螺的幅度控制力。

35、一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)包括存儲的指令，其中，在所述指令運行時控制所述存儲介質(zhì)所在的設(shè)備執(zhí)行如上述的陀螺衰減時間常數(shù)測量方法。

36、一種電子設(shè)備，包括存儲器，以及一個或者一個以上的指令，其中一個或一個以上指令存儲于存儲器中，且經(jīng)配置以由一個或者一個以上處理器執(zhí)行如上述的陀螺衰減時間常數(shù)測量方法。

37、基于上述本申請實施提供的一種陀螺衰減時間常數(shù)測量方法、裝置、存儲介質(zhì)及電子設(shè)備，所述方法包括：確定待測量的振動陀螺；將所述振動陀螺控制在全角模式，以獲得所述振動陀螺的幅度控制力；根據(jù)預設(shè)的虛擬進動控制力，控制所述振動陀螺的諧振子的振型在所述全角模式下發(fā)生進動，獲得所述諧振子的振型的進動速率；基于所述幅度控制力、所述虛擬進動控制力以及所述進動速率，獲得所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)。應(yīng)用本申請實施例提供的方法，無需對諧振子進行能量衰減即可獲得準確的衰減時間常數(shù)。

技術(shù)特征：

1.一種陀螺衰減時間常數(shù)測量方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述振動陀螺控制在全角模式，以獲得所述振動陀螺的幅度控制力，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述振動陀螺的諧振子的振動幅值達到預設(shè)的振動幅度設(shè)定值，以獲得所述振動陀螺的幅度控制力，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述幅度控制力、所述虛擬進動控制力以及所述進動速率，獲得所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲得所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)之后，還包括：

6.一種陀螺衰減時間常數(shù)測量裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一控制單元，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第二控制子單元，包括：

9.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)包括存儲的指令，其中，在所述指令運行時控制所述存儲介質(zhì)所在的設(shè)備執(zhí)行如權(quán)利要求1~5任意一項所述的陀螺衰減時間常數(shù)測量方法。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲器，以及一個或者一個以上的指令，其中一個或一個以上指令存儲于存儲器中，且經(jīng)配置以由一個或者一個以上處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1~5任意一項所述的陀螺衰減時間常數(shù)測量方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N陀螺衰減時間常數(shù)測量方法、裝置、存儲介質(zhì)及電子設(shè)備，可以確定待測量的振動陀螺；將所述振動陀螺控制在全角模式，以獲得所述振動陀螺的幅度控制力；根據(jù)預設(shè)的虛擬進動控制力，控制所述振動陀螺的諧振子的振型在所述全角模式下發(fā)生進動，獲得所述諧振子的振型的進動速率；基于所述幅度控制力、所述虛擬進動控制力以及所述進動速率，獲得所述振動陀螺的衰減時間常數(shù)。應(yīng)用本申請實施例提供的方法，無需對諧振子進行能量衰減即可獲得準確的衰減時間常數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：夏濤,鄧楷昕,栗敬雨,肖鵬博,唐興緣,潘瑤,譚中奇,羅暉
受保護的技術(shù)使用者：中國人民解放軍國防科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23