[发明专利]一种自适应补偿半球谐振子阻尼各向异性的方法及系统

权利要求书

1.一种自适应补偿半球谐振子阻尼各向异性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获得半球谐振子的运动方程；

基于所述运动方程，对所述半球谐振子施加能量控制、正交控制、初始自进动控制和相位控制，获得所述半球谐振子的稳定工作状态；

在全角模式下，对半球谐振陀螺施加能量控制f_as、正交控制f_qc、初始自进动控制f_qs0、相位控制f_ac，非理想半球谐振子在椭圆坐标系下按照下列微分方程进行运动：

其中，E表示能量信号，表示阻尼各向异性，θ表示陀螺进动角度，θ_τ表示阻尼失准角，ω表示半球谐振子的平均谐振频率，为正交信号的微分，Δω表示刚度各向异性，θ_ω表示刚度失准角，为陀螺进动角度的微分，γ表示陀螺进动因子，Ω表示外界输入角速度，θ_τ表示阻尼失准角，δ表示陀螺振动信号与参考信号之间的相位差，τ表示阻尼时间常数，E表示能量信号的微分，为陀螺振动信号与参考信号之间的相位差的微分，

当陀螺稳定工作时，振动幅度保持稳定，能量信号的微分为0，同时正交控制保证正交信号Q为0，即

基于所述稳定工作状态，对所述能量控制进行偏微分运算，并与所述初始自进动控制叠加，获得最终自进动控制；

当时，f_as与陀螺能量信号E的关系为：

进而得到：

消除式中的项：令自进动控制项与阻尼误差项相互抵消，令：

此时有：

由公式可知：

式中，不能为0；

额外叠加初始的f_qs0令半球谐振子维持稳定的自进动状态，对能量控制f_as进行偏微分运算，与f_qs0叠加得到新的f_qs，最终实现对阻尼各向异性的消除，f_qs表示为：

自进动控制f_qs由初始自进动控制f_qs0与能量控制修调项共同组成；

基于所述最终自进动控制，消除所述半球谐振子的阻尼各向异性；

基于所述最终自进动控制，消除所述半球谐振子的阻尼各向异性的方法为：

将所述最终自进动控制施加到陀螺进动角度的微分方程，获得角度信号与外界输入角速度的变化关系，消除所述半球谐振子的阻尼各向异性；

角度信号与外界输入角速度的变化关系的计算公式为：

2.根据权利要求1所述的自适应补偿半球谐振子阻尼各向异性的方法，其特征在于，所述运动方程为：

3.根据权利要求1所述的自适应补偿半球谐振子阻尼各向异性的方法，其特征在于，所述最终自进动控制f_qs的计算公式为：

其中，f_qs0为初始自进动控制，f_as为能量控制，ω表示半球谐振子的平均谐振频率。

4.一种自适应补偿半球谐振子阻尼各向异性的系统，用于实现权利要求1-3任一项所述的一种自适应补偿半球谐振子阻尼各向异性的方法，其特征在于，包括：第一获得模块、第二获得模块、第三获得模块和消除模块；

所述第一获得模块用于获得半球谐振子的运动方程；

所述第二获得模块用于基于所述运动方程，对所述半球谐振子施加能量控制、正交控制、初始自进动控制和相位控制，获得所述半球谐振子的稳定工作状态；

所述第三获得模块用于基于所述稳定工作状态，对所述能量控制进行偏微分运算，并与所述初始自进动控制叠加，获得最终自进动控制；

所述消除模块用于基于所述最终自进动控制，消除所述半球谐振子的阻尼各向异性。