CN115824263B - 基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及惯性导航领域，公开了一种基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法及系统，用于提高对半球谐振陀螺进行阻尼修调时的准确率。该方法包括：对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；对待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；进行周向阻尼分布分析，确定候选周向阻尼分布数据；进行最大阻尼位置筛选，确定最大阻尼位置信息；对待修调半球谐振子进行材料去除处理，并进行周向阻尼分布数据计算，确定目标周向阻尼分布数据；对目标周向阻尼分布数据进行判断，当目标周向阻尼分布数据不满足预设条件时，重复上述步骤，直至目标周向阻尼分布数据满足预设条件。

Description

基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法及系统

技术领域

本发明涉及惯性导航领域，尤其涉及一种基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法及系统。

背景技术

半球谐振陀螺仪是一种高精度、高可靠和长寿命的新型固态陀螺仪，是目前唯一达到惯性级性能的振动陀螺。由于材料缺陷和加工误差的存在，半球谐振子结构存在质量、阻尼不均匀分布，具体表现为多阶模态的频率裂解和品质因数不对称，从而使半球谐振陀螺产生进动漂移，严重制约半球谐振陀螺性能提升。因此，需要对加工后的半球谐振子进行修调，实现陀螺工作模态动力学参数的均匀分布。

目前国内外半球谐振子的修调，大多仅针对频率裂解，采用质量去除方案，通过减小局部质量实现频率改变，进而实现模态频率匹配。而由于材料缺陷分布的不均匀引起的半球谐振子周向阻尼不均的修调技术，长期难以突破因而被忽略，半球谐振陀螺的零偏漂移既与谐振子的频率裂解相关，也与谐振子的阻尼不均相关，因此阻尼修调不可忽略。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法及系统，解决了对半球谐振陀螺进行阻尼修调时准确率较低的技术问题。

本发明提供了一种基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法，包括：S10.对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；S20.基于所述目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至所述待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；S30.对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据；S40.基于所述候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，确定对应的最大阻尼位置信息；S50.基于所述最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据；S60.对所述目标周向阻尼分布数据进行判断，当所述目标周向阻尼分布数据不满足预设条件时，依次重复步骤S10至S50，直至所述目标周向阻尼分布数据满足所述预设条件。

在本发明中，所述S10步骤，包括：对所述待修调半球谐振子进行固有轴分析，确定对应的两个固有轴；分别对每个固有轴进行固有频率分析，确定与每一固有轴对应的固有频率；基于与每一固有轴对应的固有频率进行刚性轴筛选，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息。

在本发明中，所述S20步骤，包括：S21、基于所述目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行质量去除，得到质量去除后的待修调半球谐振子；S22、对所述质量去除后的待修调半球谐振子进行激励振动处理，并采集在激励振动过程中的谐振频率数据；S23、通过所述谐振频率数据进行频率裂解数值计算，得到对应的频率裂解值；S24、判断所述频率裂解值是否小于预设的目标阈值，若否，则依次重复步骤S21至S23，直至所述待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值。

在本发明中，所述S30步骤，包括：对所述待修调半球谐振子进行激励点位分析，确定多个激励点位；基于所述多个激励点位，控制预置的多个激励电极对所述待修调半球谐振子进行激励振动处理；通过预置的电容检测装置采集激励振动处理过程中所述待修调半球谐振子的振幅数据集合；控制所述激励电极停止对所述待修调半球谐振子激励振动处理，并采集与所述振幅数据集合中每一振幅数据对应的衰减时间；通过每一所述振幅数据对应的衰减时间对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

在本发明中，所述通过每一所述振幅数据对应的衰减时间对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据步骤，包括：

将每一所述振幅数据对应的衰减时间分别输入品质因数计算公式对所述待修调半球谐振子进行品质因数计算，得到多个品质因数，其中，所述品质因数计算公式如下所示：

其中，为待修调半球谐振子的谐振频率，为衰减时间，为品质因数；

通过所述多个品质因数对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

在本发明中，所述通过所述多个品质因数对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据步骤，包括：

对所述多个品质因数进行最大值筛选，得到最大品质因数，同时，对所述多个品质因数进行最小值筛选，得到最小品质因数；

将所述最大品质因数及所述最小品质因数输入阻尼分布数据计算公式进行分布数据计算，得到与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据，其中，所述阻尼分布数据计算公式如下所示：

其中，为候选周向阻尼分布数据，为最小品质因数，为最大品质因数。

在本发明中，所述S50步骤，包括：

通过所述最大阻尼位置信息对所述待修调半球谐振子进行去除点位分析，确定多个待去除点位；

对所述多个待去除点位进行去除面积确认，得到对应的窗口面积；

将所述窗口面积及所述候选周向阻尼分布数据输入刻蚀深度计算公式进行计算，得到对应的刻蚀深度数值，其中，所述刻蚀深度计算公式如下所示：

其中，为刻蚀深度，为候选周向阻尼分布数据，为阻尼敏感系数，为窗口面积，为待修调半球谐振子的密度；

基于所述多个待去除点位及所述刻蚀深度数值，对所述待修调半球谐振子进行材料去除处理；

对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据。

本发明还提供了一种基于半球谐振陀螺的阻尼修调系统，包括：

位置分析模块，用于对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；

修调处理模块，所述修调处理模块与所述位置分析模块电连接，用于基于所述目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过侧壁去质量规则对所述待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至所述待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；

分布分析模块，所述分布分析模块与所述修调处理模块电连接，用于对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据；

位置筛选模块，所述位置筛选模块与所述分布分析模块电连接，用于基于所述候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，确定对应的最大阻尼位置信息；

去除处理模块，所述去除处理模块与所述位置筛选模块电连接，用于基于所述最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据；

数据判断模块，所述数据判断模块与所述去除处理模块电连接，用于对所述目标周向阻尼分布数据进行判断。

本发明方案中，对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；基于目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据；基于候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，确定对应的最大阻尼位置信息；基于最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据；对目标周向阻尼分布数据进行判断，当目标周向阻尼分布数据不满足预设条件时，依次重复上述步骤，直至目标周向阻尼分布数据满足预设条件。本发明实施例中，通过第一材料去除规则对待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理通过去除，通过去除单点质量进行支撑阻尼的调节，可以实现待修调半球谐振子整体阻尼的均匀分布，提升阻尼修调的准确率，通过第二材料去除规则对待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据，通过改变刻蚀深度，实现刻蚀去量的控制，进一步提升对半球谐振陀螺进行阻尼修调时的准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法的流程图。

图2为本发明实施例中对待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理的流程图。

图3为本发明实施例中对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析的流程图。

图4为本发明实施例中通过多个品质因数对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析的流程图。

图5为本发明实施例中基于半球谐振陀螺的阻尼修调系统的示意图。

附图标记：

501、位置分析模块；502、修调处理模块；503、分布分析模块；504、位置筛选模块；505、去除处理模块；506、数据判断模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，图1是本发明实施例的基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法的流程图，如图1所示，该流程图包括以下步骤：

101、对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；

需要说明的是，在对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析时，需要测试对待修调半球谐振子固有轴分析，确定出与该待修调半球谐振子对应的两个固有轴，其中，该两个固有轴之间的夹角为45°，进一步的，服务器对该待修调半球谐振子进行测试，并采集测试过程中该待修调半球谐振子的频率裂解值，并根据该待修调半球谐振子的频率裂解值确定刚性轴位置，具体的，在确定刚性轴位置时，服务器根据该频率裂解值确定高频固有轴及低频固有轴，进而服务器将该低频固有轴作为上述目标半球谐振子刚性轴位置信息。

102、基于目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；

具体的，利用第一材料去除规则，在目标半球谐振子刚性轴位置对待修调半球谐振子进行质量去除，需要说明的是，在进行质量去除时，本发明实施例是通过采用离子束等刻蚀技术实现特定刻蚀窗口的质量去除，具体的，在通过刻蚀技术进行质量去除时，是通过改变刻蚀深度来实现对刻蚀去量控制的，最终，对质量去除的待修调半球谐振子进行频率裂解值计算，直至该频率裂解值小于预设的目标阈值，需要说明的是，在本发明实施例中，该目标阈值的值可以为0.005Hz。

103、对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据；

具体的，在对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析测试谐振子周向阻尼分布时，需要在待修调半球谐振子的一周每隔3~5°的位置进行测试，具体的，通过静电激励方式，采用预置的激励电极激励待修调半球谐振子使待修调半球谐振子稳定振动在谐振频率，并采用电容检测方式检测待修调半球谐振子的振幅 A，并切断激励，记录幅值衰减至所用的时间，计算每个测试位置的品质因数值，并根据每个测试位置的品质因数值进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

104、基于候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，确定对应的最大阻尼位置信息；

具体的，基于候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，其中，服务器通过该候选周向阻尼分布数据对待修调半球谐振子按照预设的单位面积进行阻尼分布密度分析，确定出各单位面积对应的阻尼分布密度，进而根据各单位面积对应的阻尼分布密度进行最大位置筛选，确定对应的最大阻尼位置，进而服务器通过目标半球谐振子刚性轴位置信息对该最大阻尼位置进行角度确认，确定该最大阻尼位置基于该目标半球谐振子刚性轴中的角度数值，并将该角度数值作为最大阻尼位置信息。

105、基于最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据；

具体的，基于最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对待修调半球谐振子进行材料去除处理，需要说明的是，本发明实施例是通过在待修调半球谐振子中去除单点质量改变局部支撑损耗来实现阻尼调节的，同时，还需要对称消除单点引起的频率裂解，具体的，根据最大阻尼位置信息对应45度的4个90°周向位置进行等量去除，其中，通过该最大阻尼位置确定质量去除点位1，进一步的，服务器对该质量去除点位1在目标半球谐振子刚性轴中的角度数值，进而服务器对该质量去除点位1在目标半球谐振子刚性轴中的角度数值加上或减去45°的位置作为质量去除点位2，并根据该去除点位2按逆时针方向，每隔90°设置质量去除点位3、质量去除点位4及质量去除点位5，需要说明的是，质量去除点位2至5的去除质量为质量去除点位1的去除质量的四分之一，最终，服务器根据质量去除点位1至5及各质量去除点位的去除质量，对待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据。

106、对目标周向阻尼分布数据进行判断，当目标周向阻尼分布数据不满足预设条件时，依次重复步骤101至105，直至目标周向阻尼分布数据满足预设条件。

具体的，对目标周向阻尼分布数据进行判断，需要说明的是，在对目标周向阻尼分布数据进行判断时，服务器预先采集多个历史标准阻尼分布数据，并对该多个历史标准阻尼分布数据进行均值计算，确定对应的均值数据，最终，将该均值数据作为对应的判断条件，也即，当该目标周向阻尼分布数据小于或等于该均值数据时，即该目标周向阻尼分布数据满足本发明实施例中的预设条件，当该目标周向阻尼分布数据大于该均值数据时，则该目标周向阻尼分布数据不满足本发明实施例中的预设条件，则依次重复步骤101至105，直至目标周向阻尼分布数据满足预设条件。

通过执行上述步骤，对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；基于目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据；基于候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，确定对应的最大阻尼位置信息；基于最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据；对目标周向阻尼分布数据进行判断，当目标周向阻尼分布数据不满足预设条件时，依次重复上述步骤，直至目标周向阻尼分布数据满足预设条件。本发明实施例中，通过第一材料去除规则对待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理通过去除，通过去除单点质量进行支撑阻尼的调节，可以实现待修调半球谐振子整体阻尼的均匀分布，提升阻尼修调的准确率，通过第二材料去除规则对待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据，通过改变刻蚀深度，实现刻蚀去量的控制，进一步提升对半球谐振陀螺进行阻尼修调时的准确率。

在一具体实施例中，执行步骤101的过程可以具体包括如下步骤：

（1）对待修调半球谐振子进行固有轴分析，确定对应的两个固有轴；

（2）分别对每个固有轴进行固有频率分析，确定与每一固有轴对应的固有频率；

（3）基于与每一固有轴对应的固有频率进行刚性轴筛选，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息。

需要说明的是，对该待修调半球谐振子中频率特性具有实际影响的是诸如密度、杨氏模量等参数的不均匀性的傅里叶展开式的第四次谐波，偏差四次的谐波的存在导致该待修调半球谐振子中出现夹角为45°的两个固有轴，进一步的，服务器分别对每个固有轴进行固有频率分析，确定与每一固有轴对应的固有频率，进而根据与每一固有轴对应的固有频率进行大小比较，确定两个固有轴中固有频率较小的固有轴，并将该固有频率较小的固有轴作为待修调半球谐振子刚性轴，最终根据该待修调半球谐振子刚性轴确定目标半球谐振子刚性轴位置信息。

在一具体实施例中，如图2所示，执行步骤102的过程可以具体包括如下步骤：

201、基于目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对待修调半球谐振子进行质量去除，得到质量去除后的待修调半球谐振子；

202、对质量去除后的待修调半球谐振子进行激励振动处理，并采集在激励振动过程中的谐振频率数据；

203、通过谐振频率数据进行频率裂解数值计算，得到对应的频率裂解值；

204、判断频率裂解值是否小于预设的目标阈值，若否，则依次重复步骤201至203，直至待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值。

需要说明的是，当待修调半球谐振子上存在单点不平衡质量时，修调半球谐振子的工作模态振动会引起支撑柱的振动，且单点所处位置为波腹位置时，传递的振动达到最大，即单点所处位置支撑阻尼最大，由此，本发明实施例中通过添加或去除合适单点质量实现谐振子阻尼均匀度的调节。

具体的，基于目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对待修调半球谐振子进行质量去除，得到质量去除后的待修调半球谐振子，其中，服务器通过该谐振子刚性轴位置信息确定对应的单点质量去除位置，在进行质量去除时，优选的，在本发明实施例中，通过离子束等刻蚀技术实现特定刻蚀窗口的质量去除，通过改变刻蚀深度，实现刻蚀去量的控制，进一步的，对质量去除后的待修调半球谐振子进行激励振动处理，并采集在激励振动过程中的谐振频率数据，需要说明的是，在本发明实施例进行激励振动处理时，服务器通过控制预置的激励电极对质量去除后的待修调半球谐振子进行激励振动处理，进一步的，服务器，通过谐振频率数据进行频率裂解数值计算，得到对应的频率裂解值，判断频率裂解值是否小于预设的目标阈值，若否，则依次重复步骤201至203，直至待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值，需要说明的是，该目标阈值为0.005Hz。

在一具体实施例中，如图3所示，执行步骤103的过程可以具体包括如下步骤：

301、对待修调半球谐振子进行激励点位分析，确定多个激励点位；

302、基于多个激励点位，控制预置的多个激励电极对待修调半球谐振子进行激励振动处理；

303、通过预置的电容检测装置采集激励振动处理过程中待修调半球谐振子的振幅数据集合；

304、控制激励电极停止对待修调半球谐振子激励振动处理，并采集与振幅数据集合中每一振幅数据对应的衰减时间；

305、通过每一振幅数据对应的衰减时间对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

具体的，对待修调半球谐振子进行激励点位分析，确定多个激励点位，其中，在确定多个激励点位时，需在待修调半球谐振子的一周每隔3~5°的位置进行测试，进一步的，需要对该待修调半球谐振子的一周中每隔3~5°的位置设置激励点位，最终得到多个激励点位，进一步的，基于多个激励点位，控制预置的多个激励电极对待修调半球谐振子进行激励振动处理，通过预置的电容检测装置采集激励振动处理过程中待修调半球谐振子的振幅数据集合，控制激励电极停止对待修调半球谐振子激励振动处理，并采集与振幅数据集合中每一振幅数据对应的衰减时间。

具体的，通过静电激励方式，采用预置的激励电极激励待修调半球谐振子使待修调半球谐振子稳定振动在谐振频率，并采用电容检测方式检测待修调半球谐振子的振幅 A，并切断激励，记录幅值衰减至所用的时间，最终得到与振幅数据集合中每一振幅数据对应的衰减时间，最终通过每一振幅数据对应的衰减时间对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

在一具体实施例中，执行步骤305的过程可以具体包括如下步骤：

（1）将每一振幅数据对应的衰减时间分别输入品质因数计算公式对待修调半球谐振子进行品质因数计算，得到多个品质因数，其中，品质因数计算公式如下所示：

其中，为待修调半球谐振子的谐振频率，为衰减时间，为品质因数；

（2）通过多个品质因数对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

具体的，将每一振幅数据对应的衰减时间分别输入品质因数计算公式对待修调半球谐振子进行品质因数计算，得到多个品质因数，其中，品质因数计算公式如下所示：

其中，为待修调半球谐振子的谐振频率，为衰减时间，为品质因数；

通过多个品质因数对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据，需要说明的是，在进行周向阻尼分布分析时，首先需对该多个品质因数进行最值筛选，筛选出在该多个品质因数中的最大值及最小值，最终，通过该多个品质因数中的最大值及最小值进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

在一具体实施例中，如图4所示，通过多个品质因数对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据，包括：

401、对多个品质因数进行最大值筛选，得到最大品质因数，同时，对多个品质因数进行最小值筛选，得到最小品质因数；

402、将最大品质因数及最小品质因数输入阻尼分布数据计算公式进行分布数据计算，得到与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据，其中，阻尼分布数据计算公式如下所示：

其中，为候选周向阻尼分布数据，为最小品质因数，为最大品质因数。

具体的，对多个品质因数进行最大值筛选，得到最大品质因数，同时，对多个品质因数进行最小值筛选，得到最小品质因数，将最大品质因数及最小品质因数输入阻尼分布数据计算公式进行分布数据计算，得到与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据，其中，阻尼分布数据计算公式如下所示：

其中，为候选周向阻尼分布数据，为最小品质因数，为最大品质因数。

在一具体实施例中，执行步骤105的过程可以具体包括如下步骤：

（1）通过最大阻尼位置信息对待修调半球谐振子进行去除点位分析，确定多个待去除点位；

（2）对多个待去除点位进行去除面积确认，得到对应的窗口面积；

（3）将窗口面积及候选周向阻尼分布数据输入刻蚀深度计算公式进行计算，得到对应的刻蚀深度数值，其中，刻蚀深度计算公式如下所示：

其中，为刻蚀深度，为候选周向阻尼分布数据，为阻尼敏感系数，为窗口面积，为待修调半球谐振子的密度；

（4）基于多个待去除点位及刻蚀深度数值，对待修调半球谐振子进行材料去除处理；

（5）对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据。

具体的，对待修调半球谐振子进行激励点位分析，确定多个激励点位，其中，根据最大阻尼位置信息对应45度的4个90°周向位置进行等量去除，其中，通过该最大阻尼位置确定质量去除点位1，进一步的，服务器对该质量去除点位1在目标半球谐振子刚性轴中的角度数值，进而服务器对该质量去除点位1在目标半球谐振子刚性轴中的角度数值加上或减去45°的位置作为质量去除点位2，并根据该去除点位2按逆时针方向，每隔90°设置质量去除点位3、质量去除点位4及质量去除点位5，最终得到质量去除点位1至5并作为多个待去除点位，进一步的，对多个待去除点位进行去除面积确认，得到对应的窗口面积，将窗口面积及候选周向阻尼分布数据输入刻蚀深度计算公式进行计算，得到对应的刻蚀深度数值，其中，刻蚀深度计算公式如下所示：

其中，为刻蚀深度，为候选周向阻尼分布数据，为阻尼敏感系数，为窗口面积，为待修调半球谐振子的密度，基于多个待去除点位及刻蚀深度数值，对待修调半球谐振子进行材料去除处理，对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据。

本发明实施例还提供了一种基于半球谐振陀螺的阻尼修调系统，如图5所示，该基于半球谐振陀螺的阻尼修调系统具体包括：

位置分析模块501，用于对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；

修调处理模块502，所述修调处理模块与所述位置分析模块电连接，用于基于所述目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过侧壁去质量规则对所述待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至所述待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；

分布分析模块503，所述分布分析模块与所述修调处理模块电连接，用于对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据；

位置筛选模块504，所述位置筛选模块与所述分布分析模块电连接，用于基于所述候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，确定对应的最大阻尼位置信息；

去除处理模块505，所述去除处理模块与所述位置筛选模块电连接，用于基于所述最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据；

数据判断模块506，所述数据判断模块与所述去除处理模块电连接，用于对所述目标周向阻尼分布数据进行判断。

可选的，所述位置分析模块501具体用于对所述待修调半球谐振子进行固有轴分析，确定对应的两个固有轴；分别对每个固有轴进行固有频率分析，确定与每一固有轴对应的固有频率；基于与每一固有轴对应的固有频率进行刚性轴筛选，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息。

可选的，所述修调处理模块502具体包括：

质量去除单元，用于基于所述目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行质量去除，得到质量去除后的待修调半球谐振子；

激励处理单元，用于对所述质量去除后的待修调半球谐振子进行激励振动处理，并采集在激励振动过程中的谐振频率数据；

数值计算单元，用于通过所述谐振频率数据进行频率裂解数值计算，得到对应的频率裂解值；

阈值判断单元，用于判断所述频率裂解值是否小于预设的目标阈值。

可选的，所述分布分析模块503具体包括：

点位分析子模块，用于对所述待修调半球谐振子进行激励点位分析，确定多个激励点位；

电极控制子模块，用于基于所述多个激励点位，控制预置的多个激励电极对所述待修调半球谐振子进行激励振动处理；

数据采集子模块，用于通过预置的电容检测装置采集激励振动处理过程中所述待修调半球谐振子的振幅数据集合；

振动处理子模块，用于控制所述激励电极停止对所述待修调半球谐振子激励振动处理，并采集与所述振幅数据集合中每一振幅数据对应的衰减时间；

分布分析子模块，用于通过每一所述振幅数据对应的衰减时间对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

可选的，所述分布分析子模块具体包括：

因数计算单元，用于将每一所述振幅数据对应的衰减时间分别输入品质因数计算公式对所述待修调半球谐振子进行品质因数计算，得到多个品质因数，其中，所述品质因数计算公式如下所示：

其中，为待修调半球谐振子的谐振频率，为衰减时间，为品质因数；

分布分析单元，用于通过所述多个品质因数对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

可选的，所述分布分析单元具体用于：

所述多个品质因数进行最大值筛选，得到最大品质因数，同时，对所述多个品质因数进行最小值筛选，得到最小品质因数；

将所述最大品质因数及所述最小品质因数输入阻尼分布数据计算公式进行分布数据计算，得到与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据，其中，所述阻尼分布数据计算公式如下所示：

其中，为候选周向阻尼分布数据，为最小品质因数，为最大品质因数。

可选的，所述去除处理模块505具体用于：

通过所述最大阻尼位置信息对所述待修调半球谐振子进行去除点位分析，确定多个待去除点位；

对所述多个待去除点位进行去除面积确认，得到对应的窗口面积；

将所述窗口面积及所述候选周向阻尼分布数据输入刻蚀深度计算公式进行计算，得到对应的刻蚀深度数值，其中，所述刻蚀深度计算公式如下所示：

其中，为刻蚀深度，为候选周向阻尼分布数据，为阻尼敏感系数，为窗口面积，为待修调半球谐振子的密度；

基于所述多个待去除点位及所述刻蚀深度数值，对所述待修调半球谐振子进行材料去除处理；

对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据。

通过各个组成部分的协同合作，对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；基于目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；对待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据；基于候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，确定对应的最大阻尼位置信息；基于最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据；对目标周向阻尼分布数据进行判断，当目标周向阻尼分布数据不满足预设条件时，依次重复上述步骤，直至目标周向阻尼分布数据满足预设条件。本发明实施例中，通过第一材料去除规则对待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理通过去除，通过去除单点质量进行支撑阻尼的调节，可以实现待修调半球谐振子整体阻尼的均匀分布，提升阻尼修调的准确率，通过第二材料去除规则对待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据，通过改变刻蚀深度，实现刻蚀去量的控制，进一步提升对半球谐振陀螺进行阻尼修调时的准确率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10.对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；

S20.基于所述目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至所述待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；

S30.对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据；

S40.基于所述候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，确定对应的最大阻尼位置信息；

S50.基于所述最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据，其中，通过最大阻尼位置信息对待修调半球谐振子进行去除点位分析，确定多个待去除点位；对多个待去除点位进行去除面积确认，得到对应的窗口面积；

将窗口面积及候选周向阻尼分布数据输入刻蚀深度计算公式进行计算，得到对应的刻蚀深度数值，其中，刻蚀深度计算公式如下所示：

其中，为刻蚀深度，为候选周向阻尼分布数据，为阻尼敏感系数，为窗口面积，为待修调半球谐振子的密度；基于多个待去除点位及所述刻蚀深度数值，对所述待修调半球谐振子进行材料去除处理；对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据；

S60.对所述目标周向阻尼分布数据进行判断，当所述目标周向阻尼分布数据不满足预设条件时，依次重复步骤S10至S50，直至所述目标周向阻尼分布数据满足所述预设条件。

2.根据权利要求1所述的基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法，其特征在于，所述S10步骤，包括：

对所述待修调半球谐振子进行固有轴分析，确定对应的两个固有轴；

分别对每个固有轴进行固有频率分析，确定与每一固有轴对应的固有频率；

基于与每一固有轴对应的固有频率进行刚性轴筛选，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息。

3.根据权利要求1所述的基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法，其特征在于，所述S20步骤，包括：

S21、基于所述目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过第一材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行质量去除，得到质量去除后的待修调半球谐振子；

S22、对所述质量去除后的待修调半球谐振子进行激励振动处理，并采集在激励振动过程中的谐振频率数据；

S23、通过所述谐振频率数据进行频率裂解数值计算，得到对应的频率裂解值；

S24、判断所述频率裂解值是否小于预设的目标阈值，若否，则依次重复步骤S21至S23，直至所述待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值。

4.根据权利要求1所述的基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法，其特征在于，所述S30步骤，包括：

对所述待修调半球谐振子进行激励点位分析，确定多个激励点位；

基于所述多个激励点位，控制预置的多个激励电极对所述待修调半球谐振子进行激励振动处理；

通过预置的电容检测装置采集激励振动处理过程中所述待修调半球谐振子的振幅数据集合；

控制所述激励电极停止对所述待修调半球谐振子激励振动处理，并采集与所述振幅数据集合中每一振幅数据对应的衰减时间；

通过每一所述振幅数据对应的衰减时间对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

5.根据权利要求4所述的基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法，其特征在于，所述通过每一所述振幅数据对应的衰减时间对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据步骤，包括：

将每一所述振幅数据对应的衰减时间分别输入品质因数计算公式对所述待修调半球谐振子进行品质因数计算，得到多个品质因数，其中，所述品质因数计算公式如下所示：

其中，为待修调半球谐振子的谐振频率，为衰减时间，为品质因数；

通过所述多个品质因数对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据。

6.根据权利要求5所述的基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法，其特征在于，所述通过所述多个品质因数对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据步骤，包括：

对所述多个品质因数进行最大值筛选，得到最大品质因数，同时，对所述多个品质因数进行最小值筛选，得到最小品质因数；

将所述最大品质因数及所述最小品质因数输入阻尼分布数据计算公式进行分布数据计算，得到与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据，其中，所述阻尼分布数据计算公式如下所示：

其中，为候选周向阻尼分布数据，为最小品质因数，为最大品质因数。

7.一种基于半球谐振陀螺的阻尼修调系统，用以执行如权利要求1-6任一项所述的基于半球谐振陀螺的阻尼修调方法，其特征在于，包括：

位置分析模块，用于对待修调半球谐振子进行刚性轴位置分析，确定目标半球谐振子刚性轴位置信息；

修调处理模块，所述修调处理模块与所述位置分析模块电连接，用于基于所述目标半球谐振子刚性轴位置信息，通过侧壁去质量规则对所述待修调半球谐振子进行频率裂解修调处理，直至所述待修调半球谐振子的频率裂解值小于预设的目标阈值；

分布分析模块，所述分布分析模块与所述修调处理模块电连接，用于对所述待修调半球谐振子进行周向阻尼分布分析，确定与所述待修调半球谐振子对应的候选周向阻尼分布数据；

位置筛选模块，所述位置筛选模块与所述分布分析模块电连接，用于基于所述候选周向阻尼分布数据进行最大阻尼位置筛选，确定对应的最大阻尼位置信息；

去除处理模块，所述去除处理模块与所述位置筛选模块电连接，用于基于所述最大阻尼位置信息，通过第二材料去除规则对所述待修调半球谐振子进行材料去除处理，并对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据，其中，通过最大阻尼位置信息对待修调半球谐振子进行去除点位分析，确定多个待去除点位；对多个待去除点位进行去除面积确认，得到对应的窗口面积；

将窗口面积及候选周向阻尼分布数据输入刻蚀深度计算公式进行计算，得到对应的刻蚀深度数值，其中，刻蚀深度计算公式如下所示：

其中，为刻蚀深度，为候选周向阻尼分布数据，为阻尼敏感系数，为窗口面积，为待修调半球谐振子的密度；基于多个待去除点位及所述刻蚀深度数值，对所述待修调半球谐振子进行材料去除处理；对材料去除处理后的待修调半球谐振子进行周向阻尼分布数据计算，确定对应的目标周向阻尼分布数据；

数据判断模块，所述数据判断模块与所述去除处理模块电连接，用于对所述目标周向阻尼分布数据进行判断。

Images