用于靶機的小型機械垂直陀螺儀的研制.pdf

1、近年來，無人機技術不斷向前發(fā)展，靶機作為無人機技術一個非常重要的應用方向，也越來越受到重視。垂直陀螺儀作為靶機自動駕駛儀最為核心的傳感器，對靶機飛控導航設備的性能有直接的影響，從而決定了靶機的應用性能。針對目前國內(nèi)的應用狀況，研制高性能、低成本、能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化輸出的小型機械垂直陀螺儀已成為靶機飛控導航技術的發(fā)展要求。本文的研究重點就是用于靶機的小型機械垂直陀螺儀的設計及實現(xiàn)。
　　小型機械垂直陀螺儀是一個復雜的系統(tǒng)，主要是由常平架

2、、陀螺馬達、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計方案，對陀螺儀的機械結(jié)構與電氣機構進行了總體設計，然后再分別對陀螺馬達、修正裝置以及姿態(tài)角度測量系統(tǒng)進行了研究與設計。
　　陀螺馬達是陀螺儀最重要的部件，本文采用了無刷直流電機作為陀螺儀馬達，并設計了陀螺馬達的結(jié)構。通過研究和分析無刷電機的控制理論，設計了無位置傳感器的陀螺馬達驅(qū)動電路。
　　在參考傳統(tǒng)陀螺儀主軸修正思想的基礎上，設計了以水

3、銀開關作為傾角儀和無刷直流電機作為修正力矩器構成的修正裝置。本文從原理上分析了這種修正組合方式的可行性，并為修正力矩器設計了相應的驅(qū)動與控制電路。
　　本文舍棄了傳統(tǒng)的電位計姿態(tài)角度傳感器，以容柵角度傳感器為基礎，設計了一種新型的陀螺儀姿態(tài)角度測量系統(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，增加主軸的運動平穩(wěn)性，提高主軸的位置精度。最后，為了便于將測量的姿態(tài)角度信號傳輸給飛控器處理，設計了以PIC單片機為