[发明专利]一种大量程角速度传感器的角速度测量方法

权利要求书

1.一种大量程角速度传感器的角速度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在角速度传感器平面内，以120°等间隔扇形分布三个单轴加速度计，三个加速度计的敏感轴均指向角速度传感器的几何中心；

(2)构建角速度传感器的线加速度、绕过角速度传感器的旋转敏感轴的角速度与角速度传感器中三个加速度计输出之间的数学关系；

(3)解算角速度；

(4)建立安装误差下的角速度解算方法；

所述步骤(2)中构建角速度传感器的线加速度、绕过角速度传感器的旋转敏感轴的角速度与角速度传感器中三个加速度计输出之间的数学关系，其具体步骤如下：

其中α₁、α₂、α₃为角速度传感器中三个加速度计的输出加速度，α₁为一号加速度计的输出加速度，α₂为二号加速度计的输出加速度，α₃为三号加速度计的输出加速度；ω为角速度传感器的旋转角速度；r为加速度计到角速度传感器的旋转敏感轴的距离；a为角速度传感器的线加速度包括重力加速度在内，在角速度传感器平面内的投影；θ为a与一号加速度计敏感轴的夹角；

在任意时刻，角速度传感器绕其旋转敏感轴的旋转角速度ω满足如下数学关系：

2.根据权利要求1所述的一种大量程角速度传感器的角速度测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中建立安装误差下的角速度解算方法的步骤为：

(4.1)当角速度传感器的旋转敏感轴与被测载体的旋转轴不重合时，计算角速度传感器中的三个加速度计到载体旋转轴的实际距离；

(4.2)构建角速度传感器的三个加速度计的输出与三个加速度计到被测载体旋转轴的距离的数学关系，并根据该数学关系计算载体的旋转角速度。

3.根据权利要求2所述的一种大量程角速度传感器的角速度测量方法，其特征在于，所述步骤(4.1)中计算角速度传感器中的三个加速度计到载体旋转轴的实际距离的具体步骤如下：

其中d₁、d₂、d₃为三个加速度计到被测载体旋转轴的距离，d₁为一号加速度计到被测载体旋转轴的距离，d₂为二号加速度计到被测载体旋转轴的距离，d₃为三号加速度计到被测载体旋转轴的距离；r为加速度计到角速度传感器的旋转敏感轴的距离；Δx和Δy为载体旋转轴到角速度传感器的旋转敏感轴的距离在两个正交方向上的投影。

4.根据权利要求3所述的一种大量程角速度传感器的角速度测量方法，其特征在于，所述步骤(4.2)中构建角速度传感器的三个加速度计的输出与三个加速度计到被测载体旋转轴的距离的数学关系的具体步骤如下：

其中，θ₁、θ₂、θ₃分别为所述d₁、d₂、d₃与三个加速度计旋转敏感轴之间的夹角；

在任意时刻，角速度传感器绕其旋转敏感轴的旋转角速度ω满足如下数学关系：