CN105547274B - 一种用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法，在安装有机抖激光陀螺的安装壳体底部空间内，从中心基座到安装壳体的外壳壁之间设置N个相等间隔的消振质量辐条，N个消振质量辐条关于中心基座的中心呈旋转对称；每个消振质量辐条的两侧均设置有压电陶瓷片，其中一片用于检测机抖激光陀螺机械抖动装置产生的抖动信号，然后输入到处理器；处理器输出主动消振驱动电压信号并加载到其余的2N‑1片压电陶瓷片上。本发明方法简化了实际参数调整的复杂过程，缩短了主动式抖动消振的建立时间，提高了控制精度。

Description

一种用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法

技术领域

本发明一种用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法，属惯性导航、制导及控制领域。

背景技术

激光陀螺是利用萨格纳(Sagnac)效应测量惯性空间角速率的惯性敏感装置。具有启动快，动态范围宽，稳定性好，抗冲击振动和数字化输出等优点，已经广泛应用于航空、航天、陆地及海洋上的姿态测量、定位定向等系统中。为了克服激光陀螺特有的锁区效应，目前广泛使用的方法是机械抖动偏频法。利用装在激光陀螺谐振腔中心孔中的机械抖动装置做周期性的往复抖动，使激光陀螺的输入角速率快速通过锁区，甚至不经过锁区，从而达到消除闭锁效应的目的。但是这种机械抖动偏频法因为有活动部件从而对安装结构的设计提出了比较高的要求，由于激光陀螺机械抖动装置的安装是捷联式的，即机械抖动装置直接安装在安装基座上，如果安装基座的质量和刚度比较大，机械抖动装置对安装基座的影响以及安装基座上其它振动源对机械抖动装置的影响还不是很明显，但当安装基座的质量和刚度相对较小时，机械抖动装置和安装基座两者之间的相互影响就会成为制约机抖激光陀螺在小型化、轻量化系统上应用的主要因素，而且会引起惯性导航系统中三个机抖激光陀螺和安装基座之间严重的振动耦合，加大系统误差中的圆锥误差效应，降低惯性导航系统的精度，同时对载体上其他高精度的测量设备产生不利影响。

通过主动消振的方式来降低甚至消除机抖激光陀螺机械抖动装置对安装基座和外围设备的影响是解决机抖激光陀螺大规模推广应用的有效方法。文献1(王可东等，“机抖式激光陀螺基础振动消除研究”，《惯性技术学报》，2002年，第10卷第6期，第62-67页)介绍了一种通过配重质量消除安装基座抖动的方案，该方案利用在机抖激光陀螺和配重质量之间以及安装基座和配重质量之间增加弹簧的方式来消除激光陀螺机械抖动装置对安装基座的抖动力，该文献指出只要合理地选择不同的抖动参数，对配重质量、弹簧刚度进行优化设计就可以高精度地消除安装基座的振动。但是在设计配重质量和弹簧刚度时不仅要考虑配重质量与激光陀螺本身的惯量相匹配，而且还要考虑到弹簧的可加工性，这无疑增加了整个产品研制和生产的周期和成本。

文献2(美国专利：US4115004,Thomas J.Hutchings,et al.“CounterbalancedOscillating Ring Laser Gyro”)介绍了一种四方形结构的激光陀螺并指出其相比三角形结构的激光陀螺有较小的背向散射，同时也提出了一种利用在机械抖动装置内部增加反向消振配重的方式来抵消机械抖动装置从安装盒体到系统周围振动敏感的电气元件和仪器设备的影响。该专利指出这种带有反向消振配重方式的四方形结构激光陀螺可以带来三个优势：一是提高激光陀螺的敏感度；二是减小激光陀螺的体积；三是可以有效地减少机械抖动装置对系统其它元件的振动传递。但是该专利描述的反向消振配重结构比较复杂，系统谐振频率的品质因数相对较小，起振困难，对外界的抗干扰能力也较弱，而且对于惯性导航系统来说，要求三个自由度方向上的激光陀螺必须安装在同一个安装基座上，因此未消除的残余抖动会由于频率相近而产生耦合效应，影响惯性导航系统的输出精度。

文献3(国家发明专利：CN 102235158 B，申请号：201010169749.0，上海微电子装备有限公司，吴立伟等，一种主动减震隔振装置)公开了一种主动减震隔振装置，通过使用非线性的分数阶天棚阻尼控制技术，将被隔振对象的速度信号转换成天棚阻尼力信号作用于被隔振对象，从而实现被隔振对象的低振动传递率和高衰减率的隔振效果，能提高阻尼控制的鲁棒性，改善减震隔振装置的动力学特性。该文献利用多个速度传感器，将隔振平台上的物理轴速度调节成物理轴天棚阻尼力信号，通过多个驱动力执行器将物理轴天棚阻尼力信号作用于所述隔振平台，以实现对隔振平台进行的实时调节和补偿。然而该装置的信号控制是通过复杂的转换矩阵单元和模拟控制模块来实现，不利于实现控制的程序化的结构的小型化、一体化。

发明内容

本发明的目的是针对机抖激光陀螺的特点，提供一种新的机抖激光陀螺主动式抖动消振信号处理方法，以简化实际参数调整的复杂过程，缩短主动式抖动消振的建立时间，提高控制精度。

本发明的技术方案为：一种用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法：

在安装有机抖激光陀螺的安装壳体底部空间内，从中心基座到安装壳体的外壳壁之间设置N个相等间隔的消振质量辐条，N个消振质量辐条关于中心基座的中心呈旋转对称；

每个消振质量辐条的两侧均设置有压电陶瓷片，其中一片用于检测机抖激光陀螺机械抖动装置产生的抖动信号，然后输入到处理器；

处理器按下式输出主动消振驱动电压信号并加载到其余的2N-1片压电陶瓷片上：

$u\left(t\right)=\frac{g}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}{e}^{-(t-\mathrm{\τ})/T}\stackrel{\·\·}{y}\left(\mathrm{\τ}\right)d\mathrm{\τ}$

$g=m_2(\frac{c_2^2}{m_2^2({\mathrm{\ω}}^2-\frac{k_2}{m_2})}-\frac{k_2}{m_2{\mathrm{\ω}}^2}+1)$

$T=\frac{c_2\sqrt{k_2/m_2}}{\sqrt{m_2{k}_2}({\mathrm{\ω}}^2-\frac{k_2}{m_2})}$

其中：m₂表示机抖激光陀螺安装壳体的质量，k₂、c₂表示机抖激光陀螺安装壳体消振质量辐条的刚度和阻尼，ω为机抖激光陀螺机械抖动装置的抖动频率，t、τ为时间参数，y为消振质量辐条的抖动位移。

所用机抖激光陀螺满足下式：

$\left|\begin{array}{cccc}\mathrm{\λ}& -1& 0& 0\\ k_1/m_1& \mathrm{\λ}+b_1/m_1& -k_1/m_1& -b_1/m_1\\ 0& 0& \mathrm{\λ}& -1\\ -k_1/m_2& -b_1/m_2& -(k_1+k_2)/m_2& \mathrm{\λ}-(b_1+b_2)/m_2\end{array}\right|=0$

其中，m₁表示机抖激光陀螺抖动轮组件的质量，m₂表示机抖激光陀螺安装壳体的质量，k₁、b₁表示机抖激光陀螺抖动轮组件的刚度和阻尼，k₂、b₂表示消振质量辐条的刚度和阻尼。

所述N为4的倍数。

所述压电陶瓷片检测到的抖动信号，通过A/D转换器转换成电压信号输入到处理器。

所述主动消振驱动信号通过信号放大器加载到其余的2N-1片压电陶瓷片上。

本发明提供的一种机抖激光陀螺，包括安装壳体，安装壳体底部中心设中心基座，

在安装壳体底部空间内，从中心基座到安装壳体的外壳壁之间设置N个相等间隔的消振质量辐条，N个消振质量辐条关于中心基座的中心呈旋转对称；

每个消振质量辐条的两侧均设置有压电陶瓷片，其中一片用于检测机抖激光陀螺机械抖动装置产生的抖动信号，然后输入到处理器；

其余的2N-1片压电陶瓷片通过信号线连接，用于接收处理器输出的主动消振驱动信号；

各组件满足下式：

$\left|\begin{array}{cccc}\mathrm{\λ}& -1& 0& 0\\ k_1/m_1& \mathrm{\λ}+b_1/m_1& -k_1/m_1& -b_1/m_1\\ 0& 0& \mathrm{\λ}& -1\\ -k_1/m_2& -b_1/m_2& -(k_1+k_2)/m_2& \mathrm{\λ}-(b_1+b_2)/m_2\end{array}\right|=0$

其中，m₁表示机抖激光陀螺抖动轮组件的质量，m₂表示机抖激光陀螺安装壳体的质量，k₁、b₁表示机抖激光陀螺抖动轮组件的刚度和阻尼，k₂、b₂表示消振质量辐条的刚度和阻尼。

本发明为了达到最大限度地消除机抖激光陀螺机械抖动装置之间以及和安装基座之间的相互影响的目的，通过一体化的结构设计，使主动式抖动消振信号处理算法集中在一小片电路板上运行。同时在电路板上的抖动信号采集处理器中嵌入新的抖动消振控制算法实现对传递到机抖激光陀螺安装壳体上抖动信号的精确控制。这种新的控制算法将实验测得的系统质量、刚度、阻尼矩阵作为常量，将测量得到的抖动信号的位移与驱动信号位移之间的实时传递函数通过重新调谐控制参数，加载到N个主动式抖动消振辐条上并反复进行这个过程直到目标传递函数值落在理想的允许范围内为止，从而实现机抖激光陀螺的主动式抖动消振。

作为一种通用的主动消振控制算法，利用压电陶瓷中的一片采集到的检测信号与程序中预置的参考信号进行比例运算，从而得到用于输出的压电陶瓷主动驱动信号，驱动贴有压电陶瓷的主动消振辐条以相反的抖动相位抖动，从而抵消机抖激光陀螺机械抖动装置产生的抖动信号。但是，该算法是一种通用算法，在实际操作时，还需要进行大量的参数调整工作，例如预置参考信号的选取、比例运算中比例系数的选取、抖动相位的获取以及考虑运算过程时间延迟而做的补偿。本发明从构成主动式抖动消振的基本模型出发，将所涉及到的各种参数与基本模型中可测量的常量和变量连接起来，从而简化了实际参数调整的复杂过程。

本发明原理如下：

对于一个典型的质量-弹簧-阻尼器系统的等效模型，其动力学微分方程可以表示如下：

$M\stackrel{\·}{y}+C\stackrel{\·}{y}+Ky=f\left(t\right)---\left(1\right)$

式中M为质量矩阵；C为阻尼矩阵；K为刚度矩阵；f(t)为强迫输入矢量；y为位移响应矢量。

对于线性时不变状态空间模型可以表示为：

$\begin{array}{c}\stackrel{\·}{x}=Ax+Bu\\ y=Cx+Du\end{array}---\left(2\right)$

其中

x＝[x₁,x₂,...,x_n]^T为状态矢量(n阶列矢量)

u＝[u₁,u₂,...,u_r]^T为输入矢量(r阶列矢量)

y＝[y₁,y₂,...,y_m]^T为输出矢量(m阶列矢量)

A为系统矩阵(n×n阶方阵)

B为输入增益矩阵(n×r)

C为测量增益矩阵(m×n)

D为前馈增益矩阵(m×r)

系统矩阵A的特征值在阻尼振子的情况下以复共轭的形式出现，而在无阻尼的情况下为±jω_i，其中ω_i为系统的第i阶固有频率，ζ_i为相应的阻尼比(第i阶模态)。

建立本发明的机抖激光陀螺主动式消振方案模型如图2所示：

m₁表示机抖激光陀螺抖动轮组件的质量，m₂表示机抖激光陀螺安装壳体的质量，k₁、b₁表示机抖激光陀螺抖动轮组件的刚度和阻尼，k₂、b₂表示机抖激光陀螺安装壳体消振质量辐条的刚度和阻尼，f₁(t)表示机抖激光陀螺抖动轮工作时的扭转激振力输入，f₂(t)表示主动式消振驱动激振力输入，质量m₁和m₂的位移y₁和y₂作为输出，建立主动式消振系统的状态空间模型。

$\begin{array}{c}{m}_1{\stackrel{\·\·}{y}}_1=f_1-k_1(y_1-y_2)-b_1({\stackrel{\·}{y}}_1-{\stackrel{\·}{y}}_2)\\ m_2{\stackrel{\·\·}{y}}_2=f_2-k_2(y_2-y_1)-b_2({\stackrel{\·}{y}}_2-{\stackrel{\·}{y}}_1)-k_2{y}_2-b_2{\stackrel{\·}{y}}_2\end{array}---\left(3\right)$

定义状态变量为

$x_1=y_1;x_2={\stackrel{\·}{y}}_1;x_3=y_2;x_4={\stackrel{\·}{y}}_2---\left(4\right)$

并设输入矢量为u＝[u₁,u₂]^T，输出矢量为y＝[y₁,y₂]^T，可以得到：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_1=x_2\\ m{\stackrel{\·}{x}}_2=u_1-k_1(x_1-x_3)-b_1(x_2-x_4)\\ {\stackrel{\·}{x}}_3=x_4\\ m{\stackrel{\·}{x}}_4=u_2-k_1(x_3-x_1)-b_1(x_4-x_2)-k_2{x}_3-b_2{x}_4\end{array}---\left(5\right)$

由式(1)和式(2)可以得到状态空间模型为：

$\begin{array}{c}A=\left[\begin{array}{cccc}0& 1& 0& 0\\ -k_1/m_1& -b_1/m_1& k_1/m_1& b_1/m_1\\ 0& 0& 0& 1\\ k_1/m_2& b_1/m_2& (k_1+k_2)/m_2& (b_1+b_2)/m_2\end{array}\right],B=\left[\begin{array}{cc}0& 0\\ 1/m_1& 0\\ 0& 0\\ 0& 1/m_2\end{array}\right]\\ C=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\end{array}\right],D=0\end{array}---\left(6\right)$

此外，注意到系统可以表示为：

$\left[\begin{array}{cc}{m}_1& 0\\ 0& m_2\end{array}\right]\stackrel{\·\·}{y}+\left[\begin{array}{cc}{b}_1& -b_1\\ -b_1& (b_1+b_2)\end{array}\right]\stackrel{\·}{y}+\left[\begin{array}{cc}{k}_1& -k_1\\ -k_1& (k_1+k_2)\end{array}\right]y=f\left(t\right)---\left(7\right)$

上式的特征方程可以表示为行列式方程：

$\left|\begin{array}{cc}{m}_1{s}^2+b_{1}s+k_1& -b_{1}s-k_1\\ -b_{1}s-k_1& m_1{s}^2+(b_1+b_2)s+(k_1+k_2)\end{array}\right|=0---\left(8\right)$

根据det(λI-A)＝0展开行列式即可得到矩阵A的特征方程：

$\left|\begin{array}{cccc}\mathrm{\λ}& -1& 0& 0\\ k_1/m_1& \mathrm{\λ}+b_1/m_1& -k_1/m_1& -b_1/m_1\\ 0& 0& \mathrm{\λ}& -1\\ -k_1/m_2& -b_1/m_2& -(k_1+k_2)/m_2& \mathrm{\λ}-(b_1+b_2)/m_2\end{array}\right|=0---\left(9\right)$

当机抖激光陀螺制造完成后，其中的机械抖动轮组件就已经固定下来，即上式中的m₁和k₁及b₁为已知常数，而m₂和k₂、b₂可以通过改变机抖激光陀螺安装外壳的底座和消振辐条的厚度来达到满足上述特征方程的目的。

将满足特征方程的特征值和已知常数代入振动方程中：

$m\stackrel{\·\·}{y}+b\stackrel{\·}{y}+ky=u\left(t\right)---\left(10\right)$

式中，y是自由度位移；u是主动消振驱动输入。现在假设根据控制律生成u为：

$u=-k_{c}y-b_c\stackrel{\·}{y}+u_r---\left(11\right)$

式中，k是位置反馈增益；b是速度反馈增益。其含义是测量位移y和速度并提供给处理器，再根据式(10)得到u，其中的u_r是处理器的参考输入。将式(11)代入式(10)得到：

$m\stackrel{\·\·}{y}+(b+b_c)\stackrel{\·}{y}+(k+k_c)y=u_r---\left(12\right)$

给出相应的动力学方程在拉氏域成为：

$({\mathrm{ms}}^2+(b+b_c)s+(k+k_c\left)\right)Y\left(s\right)=\stackrel{\‾}{U}\left(s\right)---\left(13\right)$

然后这样选择驱动力的传递函数使得机抖激光陀螺安装壳体在机抖激光陀螺安装壳体消振辐条压电陶瓷连接点的位移为零，也就是：

$C\left(s\right)=({\mathrm{ms}}^2+(b+b_c)s+(k+k_c\left)\right)Y\left(s\right)-\stackrel{\‾}{U}\left(s\right)=0---\left(14\right)$

通过给特征方程C(s)引进共振条件，确定主动抖动驱动力参数，即同时求解方程Re{C(jω_i)}＝0和Im{C(jω_i)}＝0，其中i＝1,2,…,l(l是驱动力频率个数)。

考虑U(s)是加速度与单一时间常数成比例补偿这种情况，得到：

$U\left(s\right)=\stackrel{\‾}{U}\left(s\right)Y\left(s\right)---\left(15\right)$

其中 $\stackrel{\‾}{U}\left(s\right)=\frac{{\mathrm{gs}}^2}{1+\mathrm{Ts}},$

然后，在时域里控制力u(t)根据下式可以得到：

$u\left(t\right)=\frac{g}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}{e}^{-(t-\mathrm{\τ})/T}\stackrel{\·\·}{y}\left(\mathrm{\τ}\right)d\mathrm{\τ}---\left(16\right)$

为了求解g，T，在式(14)中将s＝±jω_c代入，对于ω＝ω_c有：

$\begin{array}{c}g=m_2\left(\frac{c_2^2}{m_2^2\left({\mathrm{\ω}}^2-\frac{k_2}{m_2}\right)}-\frac{k_2}{m_2{\mathrm{\ω}}^2}+1\right)\\ T=\frac{c_2\sqrt{k_2/m_2}}{\sqrt{m_2{k}_2}\left({\mathrm{\ω}}^2-\frac{k_2}{m_2}\right)}\end{array}---\left(17\right)$

由于g，T就是基于机抖激光陀螺安装壳体的物理性质(即m₂,c₂,k₂)以及机抖激光陀螺机械抖动装置的抖动频率ω，c₂为机抖激光陀螺安装壳体消振质量辐条的阻尼，均是可以预先测量的量，所以将g，T代入公式(16)中就可以得到主动式消振驱动的控制力输出。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

1)本发明在原有机抖激光陀螺安装壳体的基础上进行了改进，将新的抖动消振精确控制算法嵌入到一片电路芯片中，并不改变外形尺寸，与原来的机抖激光陀螺安装方式完全相同，可以实现无缝替换。

2)本发明实施后的机抖激光陀螺可以有效地降低机抖激光陀螺中机械抖动轮抖动对安装基座和其它敏感设备的影响。尤其是在由三个机抖激光陀螺组成的惯性导航系统中，可以大幅降低三个机抖激光陀螺之间以及机抖激光陀螺和安装基座之间的抖动耦合，对惯性导航系统安装基座的影响降到最低，从而扩大机抖激光陀螺惯性导航系统在小型化、轻量化应用场合的适用性，减小对载体周围振动敏感元件的影响。

3)本发明从构成主动式抖动消振的基本模型出发，将所涉及到的各种参数与基本模型中可测量的常量和变量连接起来，简化了实际参数调整的复杂过程，缩短了主动式抖动消振的建立时间，提高了控制精度。实现对传递到机抖激光陀螺安装壳体上抖动信号的精确控制。

附图说明

图1为本发明机一个实施例的抖激光陀螺主动式抖动消振硬件结构示意图；

图2为本发明的机抖激光陀螺主动式消振精确控制方案模型。

具体实施方式

在一个具体实施方式中，本发明的技术方案包括：

一.机抖激光陀螺主动式抖动消振硬件结构方案

机抖激光陀螺主动式抖动消振硬件结构，由机抖激光陀螺安装壳体300、消振质量辐条303、A/D转换器401、压电陶瓷主动驱动信号放大器403、抖动信号采集处理器402组成。

本发明对现有的机抖激光陀螺安装壳体进行了改进，在安装有二频机抖激光陀螺的机抖激光陀螺安装壳体300底部空间400内，从中心基座301到机抖激光陀螺安装壳体的外壳壁302之间增加了N个相等间隔的消振质量辐条303(其延长线通过中心基座301的中心)，如图1所示为4个间隔90度的消振质量辐条303。

每个消振质量辐条303的两侧粘贴有压电陶瓷片304，因此有2N个压电陶瓷片。任意选取其中一片压电陶瓷片用于信号检测，即利用压电陶瓷的逆压电效应将机抖激光陀螺安装壳体300上敏感到的由于机抖激光陀螺机械抖动装置抖动而产生的抖动信号(实时抖动位移y)经由信号线305通过A/D转换器401转换成电压信号输入到抖动信号采集处理器402(可以是带有计算功能的单片机或DSP芯片)中。

在抖动信号采集处理器402中，利用主动式抖动消振算法，将采集到的抖动信号进行主动式抖动消振计算，得到主动消振驱动电压，通过压电陶瓷主动驱动信号放大器403经由信号线306加载到消振质量辐条粘贴的另外2N-1片用于驱动的压电陶瓷片上。所述用于驱动的(2N-1)块压电陶瓷片之间通过信号线306连接，共同驱动N个主动式抖动消振辐条，产生与检测到的抖动信号相位相反的驱动信号，从而达到消除机抖激光陀螺机械抖动装置对安装基座和其它敏感设备影响的目的。

二.机抖激光陀螺主动式抖动消振软件处理方案

本发明利用抖动信号采集处理器对检测到的由于机抖激光陀螺机械抖动装置抖动而产生的抖动信号进行分析，利用主动式抖动消振算法，得到主动消振驱动电压。抖动信号采集处理器402中采用的主动式抖动消振算法的实施流程图，具体实施步骤如下：

S1.机抖激光陀螺开机，机械抖动装置开始以其谐振频率进行抖动，安装在机抖激光陀螺安装壳体300内的主动式抖动消振辐条303受到来自机械抖动装置传递过来的扭矩作用，在主动式抖动消振辐条303上产生相同频率的抖动位移y，此时粘贴在主动式抖动消振辐条303上的用于检测抖动信号的一片压电陶瓷片由于压电陶瓷的逆压电效应产生电压信号；

S2.将该电压信号经A/D转换器401输入到所述抖动信号采集处理器402中；

S3.根据下式计算主动式消振驱动的控制力输出

$u\left(t\right)=\frac{g}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}{e}^{-(t-\mathrm{\τ})/T}\stackrel{\·\·}{y}\left(\mathrm{\τ}\right)d\mathrm{\τ}$

$g=m_2(\frac{c_2^2}{m_2^2({\mathrm{\ω}}^2-\frac{k_2}{m_2})}-\frac{k_2}{m_2{\mathrm{\ω}}^2}+1)$

$T=\frac{c_2\sqrt{k_2/m_2}}{\sqrt{m_2{k}_2}({\mathrm{\ω}}^2-\frac{k_2}{m_2})}$

其中：m₂表示机抖激光陀螺安装壳体的质量，k₂、c₂表示机抖激光陀螺安装壳体消振质量辐条的刚度和阻尼，机抖激光陀螺机械抖动装置的抖动频率ω；根据上述计算式得到u(t)的大小即主动式抖动驱动信号幅度B，u(t)的相位即主动式抖动驱动信号相位θ；

S4.将得到的主动式抖动驱动信号经由信号线306施加给(2N-1)片压电陶瓷片，实时进行控制；从而达到利用主动抖动消振的方式来减小机抖激光陀螺机械抖动装置对安装基座的影响。

Claims (7)

1.一种用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法，其特征在于：

在安装有机抖激光陀螺的安装壳体底部空间内，从中心基座到安装壳体的外壳壁之间设置N个相等间隔的消振质量辐条，N个消振质量辐条关于中心基座的中心呈旋转对称；

每个消振质量辐条的两侧均设置有压电陶瓷片，其中一片压电陶瓷片用于检测机抖激光陀螺机械抖动装置产生的抖动信号，然后输入到处理器；

处理器按下式输出主动消振驱动电压信号并加载到其余的2N-1片压电陶瓷片上：

$u\left(t\right)=\frac{g}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}{e}^{-(t-\mathrm{\τ})/T}\stackrel{\·\·}{y}\left(\mathrm{\τ}\right)d\mathrm{\τ}$

$g=m_2(\frac{c_2^2}{m_2^2({\mathrm{\ω}}^2-\frac{k_2}{m_2})}-\frac{k_2}{m_2{\mathrm{\ω}}^2}+1)$

$T=\frac{c_2\sqrt{k_2/m_2}}{\sqrt{m_2{k}_2}({\mathrm{\ω}}^2-\frac{k_2}{m_2})}$

其中：m₂表示机抖激光陀螺安装壳体的质量，k₂、c₂表示机抖激光陀螺安装壳体消振质量辐条的刚度和阻尼，ω为机抖激光陀螺机械抖动装置的抖动频率，t、τ为时间参数，y为消振质量辐条的抖动位移。

2.根据权利要求1所述的用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法，其特征在于机抖激光陀螺满足下式：

$\left|\begin{array}{cccc}\mathrm{\λ}& -1& 0& 0\\ k_1/m_1& \mathrm{\λ}+b_1/m_1& -k_1/m_1& -b_1/m_1\\ 0& 0& \mathrm{\λ}& -1\\ -k_1/m_2& -b_1/m_2& -(k_1+k_2)/m_2& \mathrm{\λ}-(b_1+b_2)/m_2\end{array}\right|=0$

其中，m₁表示机抖激光陀螺机械抖动装置的质量，m₂表示机抖激光陀螺安装壳体的质量，k₁、b₁表示机抖激光陀螺机械抖动装置的刚度和阻尼，k₂、b₂表示消振质量辐条的刚度和阻尼。

3.根据权利要求1所述的用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法，其特征在于：N为4的倍数。

4.根据权利要求1所述的用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法，其特征在于：压电陶瓷片检测到的抖动信号，通过A/D转换器转换成电压信号输入到处理器。

5.根据权利要求1所述的用于机抖激光陀螺的主动式抖动消振控制方法，其特征在于：主动消振驱动电压信号通过信号放大器加载到其余的2N-1片压电陶瓷片上。

6.一种机抖激光陀螺，包括安装壳体，安装壳体底部中心设中心基座，其特征在于：

在安装壳体底部空间内，从中心基座到安装壳体的外壳壁之间设置N个相等间隔的消振质量辐条，N个消振质量辐条关于中心基座的中心呈旋转对称；

每个消振质量辐条的两侧均设置有压电陶瓷片，其中一片压电陶瓷片用于检测机抖激光陀螺机械抖动装置产生的抖动信号，然后输入到处理器；

其余的2N-1片压电陶瓷片通过信号线连接，用于接收处理器输出的主动消振驱动信号；

各组件满足下式：

$\left|\begin{array}{cccc}\mathrm{\λ}& -1& 0& 0\\ k_1/m_1& \mathrm{\λ}+b_1/m_1& -k_1/m_1& -b_1/m_1\\ 0& 0& \mathrm{\λ}& -1\\ -k_1/m_2& -b_1/m_2& -(k_1+k_2)/m_2& \mathrm{\λ}-(b_1+b_2)/m_2\end{array}\right|=0$

其中，m₁表示机抖激光陀螺机械抖动装置的质量，m₂表示机抖激光陀螺安装壳体的质量，k₁、b₁表示机抖激光陀螺机械抖动装置的刚度和阻尼，k₂、b₂表示消振质量辐条的刚度和阻尼。

7.根据权利要求6所述的机抖激光陀螺，其特征在于：N为4的倍数。