CN110672126B - 用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及液浮陀螺仪干摩擦测试，特别涉及一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法：采集液浮陀螺浮子的波动信号，获得液浮陀螺浮子的位置数值队列；根据位置数值队列，计算力矩器的控制电流值；根据控制电流值控制力矩器的输出力矩，使液浮陀螺浮子回到零位。可以使力矩器精确控制液浮陀螺浮子的波动，使得液浮陀螺浮子在力矩器作用下的调零效果保持很好的一致性和准确性，缩短调零时间；避免了手动测试时外加震动可能对浮子宝石轴承产生的损伤，有助于提高液浮陀螺的可靠性和使用寿命。本申请还公开了一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的装置。

Description

用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法及装置

技术领域

本申请涉及液浮陀螺仪干摩擦测试，特别涉及一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法及装置。

背景技术

近年来随着惯性导航系统的蓬勃发展，光纤陀螺、激光陀螺、静电陀螺、振动陀螺和微型固态惯性器件等新技术已经有了成熟的应用，但是传统的液浮陀螺在精度上依然占有绝对优势，目前高精度、高可靠及长寿命的惯性导航系统依然使用液浮陀螺。

陀螺仪干摩擦测试就是在陀螺仪未灌充浮液的情况下测试摩擦，其测试原理与陀螺仪湿调相同，就是把陀螺浮子从初始零位分别施加正负力矩电流，将浮子拉出去，观察其回零的情况，二者之差即为测试摩擦，测试结果可供装配者调整机械结构，直至满足要求。

在进行陀螺仪干摩擦特性测试过程中，需要频繁地使浮子回到零位，并且此时外部施加的力矩电流为零。浮子位置调零是陀螺仪干摩擦测试中一个难点，主要有以下原因：由于陀螺未充入浮液，浮子没有阻尼，而摩擦力矩非常小，浮子很难停止在零位；由于浮子回到零位后力矩电流要求为零，而如果通过力反馈法使浮子回零，力矩电流不为零；由于浮子受到给陀螺马达供电的游丝力矩作用，游丝力矩不平衡会导致浮子偏离零点位置。

现有技术中使用手动方法使浮子位置调零：给陀螺施加一次微小震动，浮子在干扰力矩的作用下会围绕零点进行摆动，在摩擦力矩的作用下摆动幅值会逐渐减小，如果最终幅值仍然偏离零点，则再次施加一次微小震动，直到浮子回到零点。

手动方法存在明显的缺点：

1、手动调零时，震动力度、时机、位置和频率完全依赖于操作者的经验，调零时间长；

2、无法评价调零效果，零点位置一致性难以保证；

3、外加震动可能会造成浮子轴与宝石轴承磨损，甚至损伤浮子轴或宝石轴承。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。前述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法及装置，以解决现有技术中使用手动方法进行浮子调零存在的调零时间长、损伤浮子轴承和零点位置不一致的问题。

在一些实施例中，用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法包括：采集液浮陀螺浮子的波动信号，获得液浮陀螺浮子的位置数值队列；根据位置数值队列，计算力矩器的控制电流值；根据控制电流值控制力矩器的输出力矩，使液浮陀螺浮子回到零位。

在一些实施例中，用于液浮陀螺浮子位置自动调零的装置包括：信号采集与处理模块，被配置为采集液浮陀螺浮子的波动信号，获得液浮陀螺浮子的位置数值队列；电流值计算模块，被配置为根据位置数值队列，计算力矩器的控制电流值；电流输出控制模块，被配置为根据控制电流值，控制力矩器的输出力矩，使液浮陀螺浮子回到零位。

本公开实施例提供的用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法及装置，可以实现以下技术效果：

结合液浮陀螺浮子的波动特性计算力矩器的控制电流值，控制力矩器的输出力矩，可以使力矩器精确控制液浮陀螺的波动，使得液浮陀螺浮子在力矩器作用下的调零效果保持很好的一致性和准确性，缩短调零时间；同时采用液浮陀螺浮子位置自动调零的方法，避免了手动测试时外加震动可能对浮子宝石轴承产生的损伤，有助于提高液浮陀螺的可靠性和使用寿命。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法流程示意图；

图2是本公开实施例提供的液浮陀螺控制系统原理图；

图3是本公开实施例提供的液浮陀螺浮子信号采集与处理流程图；

图4是本公开实施例提供的浮子位置摆动波形图；

图5是本公开实施例提供的液浮陀螺浮子调零算法流程图；

图6是本公开实施例提供的用于液浮陀螺浮子位置自动调零的装置结构示意图。

附图标记

101：位置传感器；102：液浮陀螺；103：浮子；104：马达；105：力矩器；106：励磁电源；107：信号采集器；108：电流值计算器；109：电流输出控制器；300：处理器；301：存储器；303：总线；302：通信接口。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

如图1所示，本公开实施例提供了一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法，包括：

步骤11：采集液浮陀螺浮子的波动信号，获得液浮陀螺浮子的位置数值队列；

步骤12：根据位置数值队列，计算力矩器的控制电流值；

步骤13：根据控制电流值控制力矩器的输出力矩，使液浮陀螺浮子回到零位。

本公开实施例结合液浮陀螺浮子的波动特性计算力矩器的控制电流值，控制力矩器的输出力矩，可以使力矩器精确控制液浮陀螺的波动，使得液浮陀螺浮子在力矩器的作用下的调零效果保持很好的一致性和准确性，缩短调零时间；同时采用液浮陀螺浮子位置自动调零的方法，避免了手动测试时外加震动可能对浮子宝石轴承产生的损伤，有助于提高液浮陀螺的可靠性和使用寿命。

如图2所示，本公开实施例提供的液浮陀螺控制系统原理图，包括：液浮陀螺102，放置在定制工装支架上，工装支架放置在隔振稳定平台上，能够保证陀螺水平放置，不受周围环境振动影响；励磁电源106，为固定频率交流电源，给位置传感器101供电，输出频率12kHz，输出电压20V；位置传感器101，输出液浮陀螺浮子转动角度，输出信号与励磁电源106同频率，相位相同或相反，幅值与转动角度成正比；信号采集器107，同时采集励磁电源106和位置传感器101输出信号，采样率9.6MHz，12位模数转换采样精度；电流值计算器108，通过信号滤波算法、相位识别算法、幅值算法和调零算法计算得到力矩器控制电流值；电流输出控制器109，输出直流电流，用于驱动力矩器105输出反馈力矩，控制液浮陀螺浮子转动，输出电流范围-20mA～+20mA，分辨率0.1uA，输出精度优于1uA。

在一些实施例中，使用控制软件输出力矩器控制电流值，然后撤销电流，使得液浮陀螺浮子偏离零位；使用液浮陀螺浮子位置自动调零的方法，使得液浮陀螺浮子处于零位。

如图3所示，本公开实施例提供的液浮陀螺浮子信号采集与处理流程图。每50ms采集600μs的励磁电源信号和液浮陀螺输出信号，两个信号都为12kHz的交流信号，所以可以采集到约7个周期的信号。励磁电源信号和陀螺输出信号分别经过低通滤波器和降采样后显示波形。通过低通滤波器滤除高频噪声，低通滤波器的截止频率为2.4kHz。

在一些实施例中，步骤11：采集液浮陀螺浮子的波动信号，获得液浮陀螺浮子的位置数值队列，包括：采集励磁电源信号和液浮陀螺输出信号；根据互相关算法计算液浮陀螺输出信号与励磁电源信号的相位差，判断陀螺的输出方向。

如图3所示，根据互相关算法计算液浮陀螺输出信号与励磁电源信号的相位差，判断液浮陀螺的输出方向，相位差在-90°～+90°之间为同向，相位差在-90°～+90°之外为反向。根据液浮陀螺输出信号计算波动幅值，标引液浮陀螺波动幅值的方向，同向为正，反向为负，得到液浮陀螺浮子的位置数值队列，数据间隔为50ms，数据个数为60，共记录3s的位置数据。

由互相关算法的原理可知，因为励磁电源信号和液浮陀螺输出信号的噪声没有相关性，所以互相关算法对噪声不敏感。通过仿真计算证明幅值小于3mV的信号叠加5mV噪声也可以通过互相关算法计算得到准确的相位差。采用互相关算法判断液浮陀螺浮子的偏离方向，可以实现在噪声中识别小信号的相位差。采用互相关算法进行励磁电源信号和液浮陀螺输出信号的相位计算，用于识别液浮陀螺浮子的方向，可以代替高精度的相位计。

如图3所示，根据位置数值队列进行信号特征识别后，信号采集与处理线程结束。

在一些实施例中，根据位置数值队列，计算力矩器的控制电流值，包括：对液浮陀螺浮子的位置数值队列进行信号特征识别，得到液浮陀螺浮子的波动幅值和波动均值；根据波动幅值和波动均值，计算力矩器的控制电流值。

在一些实施例中，对液浮陀螺浮子的位置数值队列进行信号特征识别，得到液浮陀螺浮子的波动幅值和波动均值。位置传感器输出信号的幅值和方向反映了液浮陀螺浮子的位置。根据液浮陀螺浮子的位置数值队列绘制波形图，得到反映液浮陀螺浮子位置的变化情况，即液浮陀螺浮子波动曲线，如图4所示。识别液浮陀螺浮子波动曲线的特征，即可得到液浮陀螺浮子的状态。液浮陀螺浮子波动幅值V_a＝(波峰-波谷)/2，反映了液浮陀螺浮子当前的振动幅度。液浮陀螺浮子波动均值V_m＝(波峰+波谷)/2，反映了液浮陀螺浮子稳定后可能偏离零点的位置(大小和方向)。

采用具有预测能力的峰值识别算法，实现液浮陀螺浮子位置及运动趋势的快速识别，在浮子稳定前就能够判断下一次的控制策略。

在一些实施例中，采用峰值识别算法计算位置传感器输出幅值，用于识别液浮陀螺浮子位置偏差，可以代替交流毫伏计。

在一些实施例中，采用分段的方式计算力矩器的控制电流值，包括：第一计算方式和第二计算方式。

在一些实施例中，第一计算方式：在首次计算当前时刻的控制电流值I_o(n)或当前时刻的波动均值V_m(n)改变方向的情况下，根据所述当前时刻的波动均值V_m(n)计算当前时刻的控制电流值I_o(n)。

在一些实施例中，第二计算方式：在当前时刻的波动均值V_m(n)方向未改变的情况下，根据前一时刻的波动均值V_m(n-1)、控制电流值I_o(n-1)和所述波动均值V_m(n)计算当前时刻的控制电流值I_o(n)。

最小止档电流值，对处于零位的浮子，施加固定大小的周期性脉冲力矩电流，浮子在脉冲力矩作用下摆动幅度逐渐增大，测试能够使浮子达到正向或者反向最大位置的最小脉冲力矩电流值。

正向最小止档电流I_f，反映了将液浮陀螺浮子往正向调节的难易程度。

反向最小止档电流I_r，反映了将液浮陀螺浮子往反向调节的难易程度。

在一些实施例中，第一计算方式：在首次计算当前时刻的控制电流值I_o(n)或当前时刻的波动均值V_m(n)改变方向的情况下，根据所述当前时刻的波动均值V_m(n)计算当前时刻的控制电流值I_o(n)，包括：

当V_m(n)＞0时，

当V_m(n)＜0时，

在一些实施例中，第二计算方式：在当前时刻的波动均值V_m(n)方向未改变的情况下，根据前一时刻的波动均值V_m(n-1)、控制电流值I_o(n-1)和所述波动均值V_m(n)计算当前时刻的控制电流值I_o(n)，包括：

当

I_o(n)＝I_o(n-1)，

当

当

其中，I_s为电流调节步长；K为阻尼系数，通过实验得到，用于将电压信号转换为电流。可选地，I_f＝2mA；I_r＝-3mA；I_s＝0.5mA；K＝30。

本公开实施例提供的分段的方式根据前一时刻对液浮陀螺浮子的调节效果计算当前时刻的控制电流值，如果调节效果明显则当前时刻的控制电流值不变，如果调节效果不明显则按照调节步长增大当前时刻的控制电流值，如果调节效果比较差则按照两倍的调节步长增大当前时刻的控制电流值。

本公开实施例提供的分段的方式计算力矩器的控制电流值模拟了人工进行调零时的控制策略，只设置调节步长一个参数，结合调节过程的变化趋势，实现了当前时刻控制电流值的自适应调节，逻辑简单，适应性强。

在一些实施例中，分段的方式计算控制算法中的调节步长可以根据液浮陀螺浮子的特性和控制过程自适应调节，增强了控制算法的适应性和鲁棒性。

在一些实施例中，计算力矩器的控制电流值之后，还包括：对力矩器的控制电流值进行调整。

在一些实施例中，当前时刻的控制电流值小于最小止档电流，液浮陀螺浮子的位置基本不会改变，所以在当前时刻的控制电流值小于最小止档电流的情况下，当前时刻的控制电流值按照最小止档电流值输出；

当I_o(n)≥0，|I_o(n)|＜|I_f|时，I_o(n)＝I_f，

当I_o(n)＜0，|I_o(n)|＜|I_r|时，I_o(n)＝I_r。

在一些实施例中，力矩器的输入电流值在一定范围内，如果超过限制范围，可能会烧坏力矩器，所以，如果当前时刻的控制电流值大于力矩器的输入电流范围，当前时刻的控制电流值按照力矩器的限制电流输出；

当I_o(n)＞I_max时，I_o(n)＝I_max，

当I_o(n)＜I_min时，I_o(n)＝I_min，

其中，I_max为力矩器输出电流值的最大值，I_min为力矩器输出电流值的最小值。

在一些实施例中，采用阻尼算法控制力矩器的电流输出。

在一些实施例中，采用阻尼算法控制力矩器的电流输出，包括：输出当前时刻的控制电流值I_o(n)后等待第一时间间隔；每间隔第二时间间隔将当前时刻的波动幅值V_a(n)与预设阈值进行比较，在当前时刻的波动幅值V_a(n)小于预设阈值的情况下，输出当前时刻的控制电流值I_o(n)二分之一的电流，等待第三时间间隔，当前时刻的控制电流值I_o(n)＝0。可选地，第一时间间隔为1秒，第二时间间隔为50ms，第三时间间隔为500ms，预设阈值为60mV。

在一些实施例中，力矩器输出力矩，液浮陀螺浮子在力矩器的作用下开始波动。由于液浮陀螺浮子所受阻尼非常小，如果让液浮陀螺浮子自然摆动，需要很长时间才能稳定，为了减少调零时间，采用阻尼算法使液浮陀螺浮子快速稳定。第二时间间隔与液浮陀螺浮子的波动周期有关，第二时间间隔约为液浮陀螺浮子波动周期的一半。

采用阻尼算法，使浮子稳定过程加快，稳定时间由大于10秒缩短到2秒左右。

本公开实施例提供的液浮陀螺浮子位置自动调零的方法：调零时间可稳定在30s以内，比以往手动方式大幅度缩短，提高了陀螺干摩擦测试的工作效率；可以使调零效果保持很好的一致性，为陀螺干摩擦测试实现自动控制奠定了基础，提高了陀螺干摩擦测试的准确性和一致性，最终有助于提高陀螺精度；避免了手动测试所需外加震动可能对浮子宝石轴承产生的损伤，有助于提高陀螺可靠性及使用寿命。

在一些实施例中，液浮陀螺浮子状态不稳定或其位置在零位附近，不需要力矩器输出力矩。液浮陀螺浮子状态稳定并且其位置不在零位附近，则判断需要力矩器输出力矩。

在一些实施例中，判断控制力矩器输出力矩的判断条件为，同时满足第一条件和第二条件：

第一条件：V_a(n)＜3×|V_m(n)|；

第二条件：|V_m(n)|＞0.8×V₀，其中，V₀为零点阈值，当波动均值小于零点阈值的情况下，认为液浮陀螺浮子处于零位。本领域技术人员可以根据需要对零点阈值进行设定。可选地，零点阈值为3mV。满足第一条件表示液浮陀螺浮子波动减小，即将稳定；满足第二条件表示液浮陀螺浮子偏离零位。

在一些实施例中，力矩器输出一次力矩后，液浮陀螺浮子开始波动，在满足第一条件的情况下，液浮陀螺浮子虽然还未稳定，但是波动幅值已经接近波动均值，可以预判还需要力矩器输出一次力矩，可以缩短液浮陀螺浮子的调零时间。

在一些实施例中，同时满足第三条件和第四条件，液浮陀螺浮子调零完成。第三条件：V_a(n)＜5×V₀；第四条件：|V_m(n)|≤0.8×V₀。满足第三条件，表示液浮陀螺浮子已经基本稳定；满足第四条件表示液浮陀螺浮子已经处于零位。

满足第三条件的情况下，液浮陀螺浮子还未完全稳定，在满足第三条件的情况下同时满足第四条件，表示液浮陀螺浮子最终可以处于零位，可以预判液浮陀螺浮子调零结束，可以缩短液浮陀螺浮子的调零时间。

如图5所示，本公开实施例提供的液浮陀螺浮子调零算法流程图。在满足第三条件和第四条件的情况下，液浮陀螺浮子调零完成。在不满足第三条件或第四条件的情况下，对第一条件和第二条件进行判断；在不满足第一条件或第二条件的情况下，对第三条件和第四条件进行判断；在满足第一条件和第二条件的情况下，如果首次计算控制电流值或液浮陀螺浮子波动均值改变方向采用第一计算方式计算控制电流值，如果液浮陀螺浮子波动均值未改变方向，采用第二计算方式计算控制电流值；对控制电流值进行调整，在控制电流值小于最小止档电流的情况下，控制电流值按照最小止档电流值输出，控制电流值大于力矩器的输入电流范围，控制电流值按照力矩器的限制电流输出；输出力矩器控制电流值；输出当前时刻的控制电流值后等待第一时间间隔；每间隔第二时间间隔将当前的波动幅值与预设阈值进行比较，在当前时刻的波动幅值小于预设阈值的情况下，输出当前时刻的控制电流值二分之一的电流，等待第三时间间隔，输出的控制电流值为零，对第三条件和第四条件进行判断。

本公开实施例提供了一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的装置，包括：信号采集与处理模块，被配置为采集液浮陀螺浮子的波动信号，获得液浮陀螺浮子的波动幅值数值队列；电流值计算模块，被配置为根据液浮陀螺浮子的位置数值队列，计算力矩器的控制电流值；电流输出控制模块，被配置为根据控制电流值，控制力矩器的输出力矩，使所述液浮陀螺浮子回到零位。

在一些实施例中，电流输出控制模块，被配置为采用阻尼算法控制力矩器的控制电流。

如图6所示，本公开实施例提供了一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的装置，包括：处理器(processor)100，和存储有程序指令的存储器(memory)101，处理器被配置为在执行所述程序指令时，以执行上述实施例用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法。存储器101还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令。

此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的软件程序、指令以及模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法。

存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为执行上述用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法。

本公开实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法。

上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样第，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括前述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (7)

1.一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的方法，其特征在于，包括：

采集液浮陀螺浮子的波动信号，获得所述液浮陀螺浮子的位置数值队列；

根据所述位置数值队列，计算力矩器的控制电流值；

根据所述控制电流值控制所述力矩器的输出力矩，使所述液浮陀螺浮子回到零位；

控制所述控制电流值为0；

其中，根据所述位置数值队列，计算力矩器的控制电流值，包括：

对所述位置数值队列进行信号特征识别，得到所述液浮陀螺浮子的波动幅值和波动均值；波动幅值V_a＝(波峰-波谷)/2；波动均值V_m＝(波峰+波谷)/2；

根据所述波动幅值和所述波动均值，计算力矩器的控制电流值；

在首次计算当前时刻的控制电流值或当前时刻的波动均值改变方向的情况下，根据所述波动幅值和所述波动均值，计算力矩器的控制电流值，包括：

当V_m(n)＞0时，

当V_m(n)＜0时，

其中，V_m(n)为当前时刻的波动均值，I_o(n)为当前时刻的控制电流值，K为阻尼系数，用于将电压信号转换为电流，I_r为反向最小止档电流，I_f为正向最小止档电流；

在当前时刻的波动均值方向未改变的情况下，根据所述波动幅值和所述波动均值，计算力矩器的控制电流值，包括：

当

时，I_o(n)＝I_o(n-1)，

当

时，

当

时，

其中，Y_m(n)为当前时刻的波动均值，V_m(n-1)为前一时刻的波动均值，I_o(n)为当前时刻的控制电流值，I_o(n-1)为前一时刻的控制电流值，I_s为电流调节步长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算力矩器的控制电流值之后，还包括：

对所述力矩器的控制电流值进行调整。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

采用阻尼算法控制所述力矩器的控制电流。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用阻尼算法控制所述力矩器的控制电流，包括：

输出当前时刻的控制电流值I_o(n)后等待第一时间间隔；

每间隔第二时间间隔将当前时刻的波动幅值V_a(n)与预设阈值进行比较，在当前时刻的波动幅值V_a(n)小于预设阈值的情况下，输出当前时刻的控制电流值I_o(n)二分之一的电流，等待第三时间间隔，当前时刻的控制电流值I_o(n)＝0。

5.一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的装置，其特征在于，包括：

信号采集与处理模块，被配置为采集液浮陀螺浮子的波动信号，获得所述液浮陀螺浮子的位置数值队列；

电流值计算模块，被配置为根据所述位置数值队列，计算力矩器的控制电流值；其中，根据所述位置数值队列，计算力矩器的控制电流值，包括：对所述位置数值队列进行信号特征识别，得到所述液浮陀螺浮子的波动幅值和波动均值；波动幅值V_a＝(波峰-波谷)/2；波动均值V_m＝(波峰+波谷)/2；根据所述波动幅值和波动均值，计算力矩器的控制电流值；

在首次计算当前时刻的控制电流值或当前时刻的波动均值改变方向的情况下，根据所述波动幅值和所述波动均值，计算力矩器的控制电流值，包括：

当V_m(n)＞0时，

当V_m(n)＜0时，

其中，V_m(n)为当前时刻的波动均值，I_o(n)为当前时刻的控制电流值，K为阻尼系数，用于将电压信号转换为电流，I_r为反向最小止档电流，I_f为正向最小止档电流；

在当前时刻的波动均值方向未改变的情况下，根据所述波动幅值和所述波动均值，计算力矩器的控制电流值，包括：

当

时，I_o(n)＝I_o(n-1)，

当

时，

当

时，

其中，V_m(n)为当前时刻的波动均值，V_m(n-1)为前一时刻的波动均值，I_o(n)为当前时刻的控制电流值，I_o(n-1)为前一时刻的控制电流值，I_s为电流调节步长；

电流输出控制模块，被配置为根据所述控制电流值，控制所述力矩器的输出力矩，使所述液浮陀螺浮子回到零位，且控制所述控制电流值为0。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述电流输出控制模块，被配置为采用阻尼算法控制所述力矩器的控制电流。

7.一种用于液浮陀螺浮子位置自动调零的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1至4任一项所述的方法。

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