王 棟，李 瑞

（淮海工業(yè)集團(tuán)有限公司，長(zhǎng)治 046000）

陀螺儀是飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船等運(yùn)載體及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)不可缺少的重要元件。隨著航海、航空事業(yè)的發(fā)展，對(duì)運(yùn)載體的控制和導(dǎo)航精度的要求越來越高。由于陀螺的漂移誤差是整個(gè)控制和導(dǎo)航系統(tǒng)的重要誤差源，所以對(duì)陀螺儀漂移的測(cè)試研究具有越來越重要的意義。

對(duì)于陀螺儀來說，漂移是其最重要的指標(biāo)，該指標(biāo)的好壞將直接決定陀螺儀對(duì)滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角的測(cè)量準(zhǔn)確度，因此陀螺儀漂移的測(cè)試尤為重要。原先利用在外環(huán)上安裝反射鏡，利用光線反射進(jìn)行陀螺儀漂移測(cè)試的方法已經(jīng)無(wú)法應(yīng)用于新型陀螺儀，為此研究出一種新的測(cè)試系統(tǒng)，可以滿足旋轉(zhuǎn)條件下、滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角信號(hào)具備周期性特征的角位置陀螺儀漂移指標(biāo)的測(cè)試。

1 陀螺儀漂移測(cè)試系統(tǒng)的原理

將轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角反饋信號(hào)進(jìn)行360°求余處理，只保留余數(shù)，形成新的鋸齒形的周期性信號(hào)；提取陀螺儀滾轉(zhuǎn)姿態(tài)信號(hào)每個(gè)周期內(nèi)的特定點(diǎn)（比如正弦信號(hào)中的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、零點(diǎn)或方波信號(hào)中的上跳沿、下跳沿）的時(shí)刻t1，t2，t3，……，tn；在處理后的周期性轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角反饋信號(hào)中找出上述各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角值a1，a2，a3，……，an；將所有的陀螺儀滾轉(zhuǎn)姿態(tài)信號(hào)每個(gè)周期內(nèi)特定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角值減去其第一個(gè)周期特定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角值，得到每個(gè)周期內(nèi)特定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角變化值d1（=a1-a1），d2（=a2-a1），d3（=a3-a1），……，dn（=an-a1）；由（t1，d1），（t2，d2），（t3，d3），……，（tn，dn）繪制的曲線就是陀螺儀的漂移曲線，可以從漂移曲線中讀取任意時(shí)刻的陀螺儀漂移數(shù)值，完成陀螺儀漂移測(cè)試。

2 陀螺儀漂移測(cè)試系統(tǒng)的組成

陀螺儀漂移測(cè)試系統(tǒng)組成包括轉(zhuǎn)臺(tái)、電源和信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 陀螺儀漂移測(cè)試系統(tǒng)的組成示意圖

各部分組成的作用：

陀螺儀安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)能夠提供用于連接陀螺儀的用于供電、信號(hào)傳輸?shù)膶?duì)接接口以及用于外部供電和信號(hào)采集的測(cè)試接口，對(duì)接接口、測(cè)試接口之間通過轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)部的滑環(huán)連接，轉(zhuǎn)臺(tái)提供轉(zhuǎn)角反饋信號(hào)，該信號(hào)的分辨力應(yīng)不大于陀螺儀漂移測(cè)試精度的1/10，例如陀螺儀漂移測(cè)試精度為0.1°，則轉(zhuǎn)角反饋信號(hào)的分辨力應(yīng)為≤0.01°。信號(hào)采集與處理系統(tǒng)用于采集陀螺儀輸出的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)信號(hào)和轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)角反饋信號(hào)，并將兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)處理和計(jì)算后，完成對(duì)陀螺儀漂移的測(cè)試。電源用于啟動(dòng)陀螺儀并在陀螺儀工作過程中為陀螺儀的姿態(tài)測(cè)量裝置供電。

3 陀螺儀漂移測(cè)試系統(tǒng)工作過程

（1）打開電源，開始啟動(dòng)陀螺儀并同時(shí)給陀螺儀姿態(tài)測(cè)量裝置供電。

（2）陀螺儀完全啟動(dòng)完畢后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)使其開始旋轉(zhuǎn)，同時(shí)打開信號(hào)采集與處理系統(tǒng)的信號(hào)采集軟件，開始采集陀螺儀姿態(tài)測(cè)量裝置輸出的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)信號(hào)和轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)角反饋信號(hào)，并開始計(jì)時(shí)。

（3）到達(dá)陀螺儀漂移測(cè)試需要的時(shí)刻后，停止轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，并將信號(hào)采集軟件采集到的數(shù)據(jù)保存，然后關(guān)閉信號(hào)采集軟件。

（4）打開信號(hào)采集與處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理軟件，按照漂移數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算完畢后，保存并顯示計(jì)算結(jié)果。

（5）從處理完畢的漂移曲線中讀取任意時(shí)刻的陀螺儀漂移數(shù)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了一種陀螺儀漂移測(cè)試系統(tǒng)，它由轉(zhuǎn)臺(tái)、信號(hào)采集與處理系統(tǒng)組成，可以滿足旋轉(zhuǎn)條件下、滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角信號(hào)具備周期性特征的角位置陀螺儀漂移指標(biāo)的測(cè)試，可以應(yīng)用于慣性導(dǎo)航的研究中。