撓性陀螺儀數(shù)字控制回路關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、撓性陀螺是一種機(jī)電式陀螺儀，廣泛應(yīng)用于制導(dǎo)彈藥、戰(zhàn)車、火炮等對(duì)體積和成本有著嚴(yán)格限制的武器裝備上。傳統(tǒng)的撓性陀螺閉環(huán)控制回路的解調(diào)、低通陷波、濾波、校正等環(huán)節(jié)均通過模擬電路實(shí)現(xiàn)。這種實(shí)現(xiàn)方式有十分明顯的缺點(diǎn)，當(dāng)外部環(huán)境劇烈變化或陀螺劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，由模擬電路構(gòu)成的陀螺控制回路的參數(shù)會(huì)發(fā)生改變，并且控制回路中的模擬元器件性能會(huì)隨著老化而逐漸下降，從而影響到整個(gè)陀螺儀的測(cè)量誤差;模擬電路難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，而基于經(jīng)典控制算法的陀螺儀控制回路

2、一般難以滿足某些有特殊使用要求的載體;模擬電路分立元件多，體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差。
　　為了克服模擬電路的各種缺點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)字化控制技術(shù)將陀螺儀控制回路數(shù)字化。使用數(shù)字信號(hào)處理器完成撓性陀螺儀的閉環(huán)控制。以數(shù)字處理器為核心的全數(shù)字化控制回路可以大大地提高撓性陀螺儀的測(cè)量精度和可靠性。
　　為了實(shí)現(xiàn)撓性陀螺控制回路的全數(shù)字化控制與測(cè)量，首先，深入研究了撓性陀螺儀的工作原理。運(yùn)用陀螺動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析原理，建立了撓性陀螺及其開

3、環(huán)傳遞函數(shù)與控制回路傳遞函數(shù)。
　　撓性陀螺數(shù)字控制回路由帶通濾波器、A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路、功率放大電路、數(shù)字信號(hào)處理電路、陀螺二次電源電路、陀螺信號(hào)輸出電路組成。其中，帶通濾波電路濾除激磁信號(hào)以外的噪聲電壓。使用功率放大器OPA544驅(qū)動(dòng)撓性陀螺力矩器。數(shù)字信號(hào)處理電路使用TI公司浮點(diǎn)型的TMS320F28335作為核心控制芯片，實(shí)現(xiàn)陀螺信號(hào)的相敏解調(diào)，低通濾波，陷波，校正，角速率輸出等功能。上述功能均由TMS320F2833