一種提高微機(jī)械陀螺穩(wěn)像平臺(tái)精度的方法
【專利摘要】本提高微機(jī)械陀螺穩(wěn)像平臺(tái)精度的方法，依次包括如下步驟：a)在穩(wěn)像平臺(tái)上安裝加速度計(jì)以及在光電轉(zhuǎn)臺(tái)上微機(jī)械陀螺儀；b)控制系統(tǒng)根據(jù)角速度公式ω＝ωs-ω0計(jì)算得到實(shí)際角速度ω，使穩(wěn)像平臺(tái)保持相對(duì)靜止；c)當(dāng)穩(wěn)像平臺(tái)產(chǎn)生偏移時(shí)，控制系統(tǒng)利用單神經(jīng)元PI調(diào)節(jié)器通過(guò)PI公式：得到k時(shí)刻的固定零點(diǎn)偏置補(bǔ)償量ω0(k)。d)通過(guò)公式ω'＝ωs-ω0(k)得到修正后的實(shí)際角速度ω'。通過(guò)加速度計(jì)測(cè)量實(shí)際角度差值，并反饋至控制系統(tǒng)，因此實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制，通過(guò)動(dòng)態(tài)改變零點(diǎn)偏置補(bǔ)償量ω0進(jìn)而修正實(shí)際角速度ω，因此解決設(shè)定固定的零點(diǎn)偏置補(bǔ)償量，導(dǎo)致達(dá)不到穩(wěn)像平臺(tái)精度的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種提高微機(jī)械陀螺穩(wěn)像平臺(tái)精度的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高微機(jī)械陀螺穩(wěn)像平臺(tái)精度的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 陀螺穩(wěn)像平臺(tái)是一種控制執(zhí)行單元抵消外部擾動(dòng)的平臺(tái)，它可以使搭載的攝像設(shè) 備有效的隔離運(yùn)動(dòng)載體的各種振動(dòng)、起伏、顛簸，消除圖像的模糊和晃動(dòng)。
[0003] 陀螺儀是一種可以準(zhǔn)確檢測(cè)物體運(yùn)動(dòng)角速度的器件，它在國(guó)防、航空航天中有著 戰(zhàn)略性的地位。高精度的微機(jī)械陀螺儀在歐美國(guó)家是受到出口限制的，這就可見對(duì)陀螺儀 的研究，對(duì)一個(gè)國(guó)家科技水平的提升有著十分巨大的作用。而微機(jī)械（MEMS)陀螺儀相對(duì)傳 統(tǒng)陀螺儀有著成本低、體積小、系統(tǒng)集成度高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)電設(shè)備中， 但是微機(jī)械陀螺儀也存在著測(cè)量精度不高的問(wèn)題，使其在高精度產(chǎn)品中的應(yīng)用非常少。
[0004] 陀螺儀的精度指標(biāo)主要為零點(diǎn)偏置穩(wěn)定性。在微機(jī)械陀螺儀中是零點(diǎn)偏置穩(wěn)定性 是比較大的，即精度相對(duì)較低。零點(diǎn)偏置穩(wěn)定性就是，陀螺儀在靜止時(shí)有一個(gè)不固定的零點(diǎn) 偏置，零點(diǎn)偏置穩(wěn)定性越大，零點(diǎn)偏置的最大值就越大，這個(gè)不固定的零點(diǎn)偏置就是影響陀 螺儀精度的主要原因。當(dāng)設(shè)置一個(gè)固定的零點(diǎn)偏置補(bǔ)償量后，角速度ω = ω3-ω(ι，其中 是陀螺儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)。但是由于零點(diǎn)偏置的不固定性，補(bǔ)償固定的ω(ι是不準(zhǔn)確的，且陀 螺儀受到溫度、機(jī)械振動(dòng)等因素的影響，使其測(cè)量的數(shù)據(jù)也存在誤差，通過(guò)ω = 得到角速度值就不準(zhǔn)確了，穩(wěn)像平臺(tái)的精度也就難以保證。
[0005] 因此提高使用低成本、較低精度的微機(jī)械陀螺儀穩(wěn)像平臺(tái)的精度，是陀螺穩(wěn)像平 臺(tái)技術(shù)中重要的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種使用加速度計(jì)檢測(cè)穩(wěn)像平臺(tái)偏移量 作為反饋量，構(gòu)成閉環(huán)控制，使用智能ΡΙ調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)改變陀螺儀的零點(diǎn)偏置補(bǔ)償量ω ^，使 穩(wěn)像平臺(tái)保持精度的提高微機(jī)械陀螺穩(wěn)像平臺(tái)精度的方法。
[0007] 本發(fā)明克服其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0008] 本提高微機(jī)械陀螺穩(wěn)像平臺(tái)精度的方法，依次包括如下步驟：
[0009] a)在穩(wěn)像平臺(tái)上安裝加速度計(jì)以及在光電轉(zhuǎn)臺(tái)上微機(jī)械陀螺儀，并將加速度計(jì)與 光電轉(zhuǎn)臺(tái)電連接于控制系統(tǒng)；
[0010] b)當(dāng)有擾動(dòng)力矩作用于光電轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，光電轉(zhuǎn)臺(tái)姿態(tài)角發(fā)生改變，微機(jī)械陀螺儀檢 測(cè)擾動(dòng)角速度，控制系統(tǒng)根據(jù)角速度公式ω = ω3-ω(ι計(jì)算得到實(shí)際角速度ω，并發(fā)出 指令控制光電轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)的電機(jī)產(chǎn)生與實(shí)際角速度ω大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)速，使穩(wěn)像平臺(tái) 保持相對(duì)靜止；
[0011] C)加速度計(jì)檢測(cè)穩(wěn)像平臺(tái)的姿態(tài)角度，當(dāng)穩(wěn)像平臺(tái)相對(duì)靜止時(shí)，加速度計(jì)檢測(cè) 的角度不變，當(dāng)穩(wěn)像平臺(tái)產(chǎn)生偏移時(shí)，控制系統(tǒng)利用單神經(jīng)元ΡΙ調(diào)節(jié)器通過(guò)ΡΙ公式： (〇(]{k) = KP^e{k) + K

【權(quán)利要求】
1. 一種提高微機(jī)械陀螺穩(wěn)像平臺(tái)精度的方法，其特征在于：依次包括如下步驟： a) 在穩(wěn)像平臺(tái)⑴上安裝加速度計(jì)⑶以及在光電轉(zhuǎn)臺(tái)（5)上微機(jī)械陀螺儀（4)，并 將加速度計(jì)（3)與光電轉(zhuǎn)臺(tái)（5)電連接于控制系統(tǒng)； b) 當(dāng)有擾動(dòng)力矩作用于光電轉(zhuǎn)臺(tái)（5)時(shí)，光電轉(zhuǎn)臺(tái)（5)姿態(tài)角發(fā)生改變，微機(jī)械陀螺儀 (4)檢測(cè)擾動(dòng)角速度，控制系統(tǒng)根據(jù)角速度公式ω = ω3-ω(ι計(jì)算得到實(shí)際角速度ω， 并發(fā)出指令控制光電轉(zhuǎn)臺(tái)（5)內(nèi)的電機(jī)產(chǎn)生與實(shí)際角速度ω大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)速， 使穩(wěn)像平臺(tái)（5)保持相對(duì)靜止； c) 加速度計(jì)（3)檢測(cè)穩(wěn)像平臺(tái)（1)的姿態(tài)角度，當(dāng)穩(wěn)像平臺(tái)（1)相對(duì)靜止時(shí)，加速度 計(jì)（3)檢測(cè)的角度不變，當(dāng)穩(wěn)像平臺(tái)（1)產(chǎn)生偏移時(shí)，控制系統(tǒng)利用單神經(jīng)元ΡΙ調(diào)節(jié)器通 過(guò)ΡΙ公式：吻⑷=心〃啾)4
?得到k時(shí)刻的固定零點(diǎn)偏置補(bǔ)償量ω^(k)，式中k 為系統(tǒng)的采樣時(shí)刻，e(k)為k時(shí)刻設(shè)定的穩(wěn)像目標(biāo)角度與加速度計(jì)（3)實(shí)際檢測(cè)的角度的 差值，KP = 0· 009, & = 0· 007 ; d) 通過(guò)公式ω' = ω3-ω(ι〇〇得到修正后的實(shí)際角速度ω'，控制系統(tǒng)發(fā)出指令控制 光電轉(zhuǎn)臺(tái)（5)內(nèi)的電機(jī)產(chǎn)生與實(shí)際角速度ω'大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)速。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高微機(jī)械陀螺穩(wěn)像平臺(tái)精度的方法，其特征在于： 所述步驟a)中的加速度計(jì)（3)平行于穩(wěn)像平臺(tái)（1)安裝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高微機(jī)械陀螺穩(wěn)像平臺(tái)精度的方法，其特征在于： 所述步驟a)中的微機(jī)械陀螺儀（4)垂直于穩(wěn)像平臺(tái)（1)安裝。
【文檔編號(hào)】H04N5/232GK104101364SQ201410366286
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】王可, 高軍, 郭宗奎 申請(qǐng)人:濟(jì)南飛越機(jī)電科技有限公司