CN115855113A - 陀螺谐振结构频率裂解的修调系统与方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种陀螺谐振结构频率裂解的修调系统及方法，采用了飞秒激光的方式，由飞秒激光控制系统配合陀螺频率裂解测试平台和飞秒激光加工平台，实现了在线自动化对陀螺谐振结构进行精准调修，精度小于等于1mHz，并且，本技术方案通过建立修调数据库，当陀螺频率裂解测试平台测出频率裂解后，直接调用修调数据库相对应的数据编号后开始加工，不需要人工每次都画修调图形和设置加工参数，节省了大量的人工时间，相比传统方法，本技术方案的修调过程排除了真空度、温度、灰尘等环境因素以及人工多次装夹和调参的误差干扰，提高了修调精度和调修效率，大大提升了陀螺仪的性能。

Description

陀螺谐振结构频率裂解的修调系统与方法

技术领域

本申请涉及陀螺仪性能提升技术领域，特别是涉及一种陀螺谐振结构频率裂解的修调系统与方法。

背景技术

惯性导航系统是一种无源式的自主式导航系统，是支撑航空航天、海洋测量、无人平台以及武器装备的核心技术之一，在国防工业和国民经济领域中发挥着重大作用。陀螺仪是检测物体角速度的传感器，是惯性导航系统的核心器件，陀螺仪直接决定了惯性导航系统的成本、体积与精度等关键指标。随着各种小型无人平台、灵巧型制导炮弹和测量勘探设备等对自主导航定位的能力要求日益提升，迫切需要高精度的陀螺仪。

陀螺工作时，驱动模态与检测模态频率必须一致才能保证高灵敏度与噪声特性，但由于材料缺陷与制造误差，陀螺敏感结构不可避免的存在频率裂解(即驱动模态与检测模态的频率差值，或高频轴频率与低频轴频率轴之间的差值)，目前的初始频差普遍大于5Hz。当存在频率裂解时，陀螺灵敏度将显著降级，机械热噪声也会增大，严重限制陀螺性能提升。

目前主要是采用静电或机械调频方法来实现工作模态匹配以保证陀螺高性能，其中，静电调频是在高频模态方向施加偏置电压，降低局部等效刚度来实现频率匹配，该方法须采用复杂的闭环调频算法，尤其是在全温区、高动态工作时，对算法和电源模块等要求极高。另外一种是机械调频方法，其原理是在陀螺结构上刻蚀修调结构，改变局部质量或刚度来调控模态频率。通过机械修调后，陀螺的频差将保持稳定，对于提升陀螺的精度与稳定性等具有显著效果。

然而，根据目前已有的静电调频或机械调频方法，修调精度与修调效率都不理想，修调精度普遍限制在0.1Hz左右。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，以及一种陀螺谐振结构频率裂解的修调方法，能够很好地提升陀螺仪的修调精度与修调效率。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，包括陀螺频率裂解测试平台、飞秒激光控制系统和飞秒激光加工平台；

陀螺频率裂解测试平台固定在飞秒激光加工平台上，飞秒激光控制系统分别通讯连接陀螺频率裂解测试平台和飞秒激光加工平台；

陀螺频率裂解测试平台用于测试陀螺表头在振动过程中的模态参数，将模态参数传输给飞秒激光控制系统；模态参数包括频率裂解值Δf和刚度轴角度θ；

飞秒激光控制系统用于根据陀螺表头的频率裂解值Δf和刚度轴角度θ，向飞秒激光加工平台发送陀螺修调指令；

飞秒激光加工平台用于接收陀螺修调指令，根据陀螺修调指令对陀螺表头进行激光修调，直至陀螺表头的频率裂解符合目标值；激光修调包括质量修调与刚度修调。

在其中一个实施例中，陀螺频率裂解测试平台包括电源、电路板、上位机、陀螺表头、陀螺夹具和真空腔体；

电源电连接电路板，陀螺表头通过陀螺夹具通讯连接电路板，电路板通讯连接上位机，上位机通讯连接飞秒激光控制系统；

陀螺夹具用于固定陀螺表头，陀螺夹具与电路板可拆卸地固定在真空腔体内部；

上位机用于通过扫频法或振型进动法测试陀螺表头在振动过程中的模态参数。

在其中一个实施例中，质量修调为：以陀螺表头中心为零点O，设低频率刚度轴点位为P点，以OP为质量修调半径，将OP与X轴的夹角作为低频率刚度轴角度θ₁；

刚性修调为：以陀螺表头中心为零点O，设高频率刚度轴点位为Q点，以OQ为质量修调半径，将OQ与X轴的夹角作为高频率刚度轴角度θ₂。

在其中一个实施例中，飞秒激光控制系统包括激光器参数控制系统、加工参数控制系统、图形参数控制系统和运动控制系统；

加工参数控制系统用于调用加工参数库中的加工参数，加工参数包括功率、重复频率、脉宽、加工速度、加工次数和单次加工量；

图形参数控制系统用于调用加工图形文件库中的加工图形文件，加工图形文件中的加工图形包括尺寸不同的圆形和/或正多边形；

加工图形文件库中的加工图形文件与加工参数库中的加工参数相互组合编号形成修调数据库。

在其中一个实施例中，飞秒激光加工平台为三轴运动平台，飞秒激光加工平台在收到飞秒激光控制系统的陀螺修调指令后，根据陀螺修调指令将陀螺表头的待修调位置移动到飞秒激光聚焦光路出光口位置进行激光修调。

在其中一个实施例中，飞秒激光加工平台的X轴和Y轴的行程均大于或等于300mm，Z轴的行程大于或等于200mm，X轴、Y轴和Z轴的三轴重复定位精度均小于或等于3μm。

在其中一个实施例中，真空腔体的盖板设有玻璃窗，用于透过飞秒激光。

另一方面，还提供一种陀螺谐振结构频率裂解的修调方法，包括：

将陀螺表头固定在陀螺夹具上并置于真空腔体内；陀螺表头通过陀螺夹具电连接电路板，真空腔体安装在飞秒激光加工平台；

通过数据转接口连接飞秒激光控制系统与陀螺频率裂解测试平台，通过信号线分别连接陀螺频率裂解测试平台中的电源、电路板和上位机，飞秒激光控制系统包括修调数据库存储系统和运动控制系统；

将电源通电，待电源电压和电流正常后盖上真空腔体的盖板，对真空腔体抽真空；

启动上位机的测试程序，激励表头振动，测试振动过程中陀螺表头的模态参数并将模态参数传输给飞秒激光控制系统；模态参数包括频率裂解值Δf和刚度轴角度θ；

飞秒激光控制系统根据频率裂解值Δf在修调数据库存储系统中调用相应的加工图形文件与加工参数；

运动控制系统根据刚度轴角度θ向飞秒激光加工平台发送待修调位置的坐标指令；

飞秒激光加工平台接收坐标指令后，将陀螺表头的待修调位置移动到光路聚焦出光口处的激光焦点位置，对陀螺表头进行激光修调；激光修调包括质量修调与刚度修调；

通过上位机实时观测陀螺表头的频率、频率裂解值和刚度轴角度信息，当频率裂解值达到预期目标值后完成当前陀螺表头的频率裂解修调。

在其中一个实施例中，当频率裂解达到预期目标值后，完成当前陀螺表头的频率裂解修调的步骤，若频率裂解值没有达到预期目标值，则循环修调步骤直至频率裂解值达到预期目标值停止。

在其中一个实施例中，完成当前陀螺表头的频率裂解修调之后，将当前陀螺表头卸下并更换下一个待修调的陀螺表头后，返回将陀螺表头固定在陀螺夹具上并置于真空腔体内的步骤。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

上述陀螺谐振结构频率裂解的修调系统与方法，通过搭建并关联陀螺频率裂解测试平台，飞秒激光控制系统和飞秒激光加工平台，实现了在线自动化对陀螺谐振结构进行精准调修，相比传统方法，本技术方案的修调过程排除了真空度、温度、灰尘等环境因素以及人工多次装夹和调参的误差干扰，提高了修调精度和调修效率，大大提升了陀螺仪的性能。

附图说明

图1为一个实施例中陀螺谐振结构频率裂解的修调系统结构图；

图2为一个实施例中质量修调与刚度修调刚度轴角度确定原理示意图；

图3为一个实施例中陀螺谐振结构频率裂解的修调方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本申请提供的陀螺谐振结构频率裂解的修调系统。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，包括：陀螺频率裂解测试平台11、飞秒激光控制系统12和飞秒激光加工平台13。

陀螺频率裂解测试平台固定在飞秒激光加工平台上，飞秒激光控制系统分别通讯连接陀螺频率裂解测试平台和飞秒激光加工平台。陀螺频率裂解测试平台用于测试陀螺表头在振动过程中的模态参数，将模态参数传输给飞秒激光控制系统；模态参数包括频率裂解值Δf和刚度轴角度θ。飞秒激光控制系统用于根据陀螺表头的频率裂解值Δf和刚度轴角度θ，向飞秒激光加工平台发送陀螺修调指令。飞秒激光加工平台用于接收陀螺修调指令，根据陀螺修调指令对陀螺表头进行激光修调，直至陀螺表头的频率裂解符合目标值；激光修调包括质量修调与刚度修调。

可以理解，陀螺表头是陀螺仪的核心部件。陀螺仪就是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置，利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。根据需要，陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号，以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定的航线飞行，而在导弹、卫星运载器或空间探测火箭等航行体的制导中，则直接利用这些信号完成航行体的姿态控制和轨道控制。

陀螺频率裂解测试平台是用于对陀螺仪中的陀螺表头进行模态测试的平台，可以获取陀螺表头当前工作状态下的各种模态数据，包括频率、频率裂解、刚度轴角度、正交误差等。

飞秒激光加工平台是用于对陀螺表头进行加工的平台，平台上包括坐标轴运动平台以及飞秒激光发射装置，可以通过飞秒激光产生的能量对陀螺表头需要修调的位置刻蚀孔或槽去除材料，使陀螺表头的模态达到要求。飞秒激光的优势在于，热效应小，加工精度高，对陀螺表头周围影响极小，能安全地进行刻蚀。坐标轴运动平台用于调整陀螺表头的位置，使飞秒激光可以对陀螺表头进行精准修调，飞秒激光加工平台根据陀螺修调指令对陀螺表头进行激光修调，直至陀螺表头的频率裂解符合目标值。

飞秒激光控制系统用于实时接收陀螺表头工作状态下的模态参数，并将该模态参数转化为陀螺修调指令发送给飞秒激光加工平台，飞秒激光控制系统由包含数据库的软件实现，可以根据模态参数，调用数据库中现有的数据形成修调指令发送给飞秒激光平台对陀螺表头进行调修。

上述陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，通过搭建并关联陀螺频率裂解测试平台，飞秒激光控制系统和飞秒激光加工平台，实现了在线自动化对陀螺谐振结构进行精准调修，相比传统方法，本技术方案的修调过程排除了真空度、温度、灰尘等环境因素以及人工多次装夹和调参的误差干扰，提高了修调精度和调修效率，大大提升了陀螺仪的性能。

在一个实施例中，陀螺频率裂解测试平台包括电源、电路板、上位机、陀螺表头、陀螺夹具和真空腔体；电源电连接电路板，陀螺表头通过陀螺夹具通讯连接电路板，电路板通讯连接上位机，上位机通讯连接飞秒激光控制系统；陀螺夹具用于固定陀螺表头，陀螺夹具与电路板可拆卸地固定在真空腔体内部；上位机用于通过扫频法或振型进动法测试陀螺表头在振动过程中的模态参数。

可以理解，陀螺频率裂解测试平台采用电源、电路板、上位机、陀螺表头、陀螺夹具、真空腔体等部件，根据不同陀螺表头频率裂解测试需要来搭建。其中，电源可以是交流电源，电路板可拆卸地固定在真空腔内，通电后可接和传输收陀螺表头的工作信号，上位机具有测试功能，安装有测试软件，可以通过电路板对工作状态下的陀螺表头进行测试，得到陀螺表头当前工作状态下的频率、频率裂解、刚度轴角度、正交误差等模态数据。陀螺夹具可拆卸地固定在真空腔内，用于固定陀螺表头，可以根据不同的陀螺表头大小调整陀螺夹具使其能固定旋转陀螺。真空腔体是用于放置陀螺表头的容器，即陀螺表头的测试和调修均在真空环境下进行，因此在安装螺表头后需要对该真空腔体进行抽真空处理，抽真空方法可以采用常见的物理法，即使用真空泵对腔体进行抽真空，为尽可能减少不必要的干扰产生误差，本实施例的陀螺表头的测试与调修环境要求真空度在0.1Pa以内。陀螺模态测试的方法不限于扫频法、振型进动法等方法，其中，扫频法可以快速测量陀螺频率信息，振型进动法可以精准测试刚度轴角度。

在一个实施例中，如图2所示，质量修调为：以陀螺表头中心为零点O，设低频率刚度轴点位为P点，以OP为质量修调半径，将OP与X轴的夹角作为低频率刚度轴角度θ₁；刚度修调为：以陀螺表头中心为零点O，设高频率刚度轴点位为Q点，以OQ为质量修调半径，将OQ与X轴的夹角作为高频率刚度轴角度θ₂。

可以理解，根据陀螺表头的修调需要来选择质量修调或刚度修调，质量修调和刚度修调具体由修调半径和刚度轴角度的设置来区分，质量修调在低频率刚度轴取点，修调半径较长；刚度修调在高频刚度轴取点，修调半径较短。

在一个实施例中，飞秒激光控制系统包括激光器参数控制系统、加工参数控制系统、图形参数控制系统和运动控制系统；加工参数控制系统用于调用加工参数库中的加工参数，加工参数包括功率、重复频率、脉宽、加工速度、加工次数和单次加工量；图形参数控制系统用于调用加工图形文件库中的加工图形文件，加工图形文件中的加工图形包括尺寸不同的圆形和/或正多边形；加工图形文件库中的加工图形文件与加工参数库中的加工参数相互组合编号形成修调数据库。

可以理解，激光器参数控制系统，安装有激光器参数控制程序，用于接收和分析当前陀螺表头的模态参数；加工参数控制系统，安装有加工参数库，其中包含加工参数，加工参数是激光加工平台实际工作时应设置的参数类型，包括加工的功率、重复评率、激光脉宽、加工速度、加工次数和单次加工量等；图形参数控制系统，安装有图形文件库，其中包含图形文件，包括各种尺寸的不同图形，例如圆形、正多边形、梯形等，尺寸由变量控制，圆形尺寸变量为直径R，正多变形尺寸变量为边长A。当图形参数控制系统调用图形文件时，可以是仅调用其中的一个图形，也可以调用其中几个图形的组合。修调数据库由加工图形文件和加工参数相互组合编号形成，这种组合可以是一个或多个加工图形文件或加工参数组合，组合的方式根据待修调陀螺当前频率裂解值与所需刻蚀的位置和质量的对应关系决定。

在一个实施例中，飞秒激光加工平台为三轴运动平台，所述飞秒激光加工平台在收到所述飞秒激光控制系统的陀螺修调指令后，根据所述陀螺修调指令将所述陀螺表头的待修调位置移动到飞秒激光聚焦光路出光口位置进行激光修调。

可以理解，三轴运动平台为X、Y、Z空间直角坐标系下坐标轴运动平台，该运动平台可以通过控制三个方向坐标的对应轴坐标，协作移动待修调的陀螺表头位置，使得飞秒激光可以精准聚焦在陀螺表头的待修调位置。

在一个实施例中，飞秒激光加工平台的X轴和Y轴的行程均大于或等于300mm，Z轴的行程大于或等于200mm，X轴、Y轴和Z轴的三轴重复定位精度均小于或等于3μm。

可以理解，飞秒激光加工平台对应坐标轴的行程是指定位物在该坐标轴方向可以移动的最长距离。

在一个实施例中，真空腔体的盖板设有玻璃窗，用于透过飞秒激光与观察修调位置。

可以理解，真空腔体的盖板上的玻璃窗为透明玻璃，且透光性良好，对飞秒激光器发射的激光干扰较少。

本申请提供的陀螺谐振结构频率裂解的修调方法。

S1：将陀螺表头固定在陀螺夹具上并置于真空腔体内；陀螺表头通过陀螺夹具电连接电路板，真空腔体安装在飞秒激光加工平台。

S2：通过数据转接口连接飞秒激光控制系统与陀螺频率裂解测试平台，通过信号线分别连接陀螺频率裂解测试平台中的电源、电路板和上位机，飞秒激光控制系统包括修调数据库存储系统和运动控制系统。

S3：将电源通电，待电源电压和电流正常后盖上真空腔体的盖板，对真空腔体抽真空。

S4：启动上位机的测试程序，激励表头振动，测试振动过程中陀螺表头的模态参数并将模态参数传输给飞秒激光控制系统；模态参数包括频率裂解值Δf和刚度轴角度θ。

S5：飞秒激光控制系统根据频率裂解值Δf在修调数据库存储系统中调用相应的加工图形文件与加工参数。

S6：运动控制系统根据刚度轴角度θ向飞秒激光加工平台发送待修调位置的坐标指令。

S7：飞秒激光加工平台接收坐标指令后，将陀螺表头的待修调位置移动到光路聚焦出光口处的激光焦点位置，对陀螺表头进行激光修调；激光修调包括质量修调与刚度修调。

S8：通过上位机实时观测陀螺表头的频率、频率裂解值和刚度轴角度信息，当频率裂解值达到预期目标值后完成当前陀螺表头的频率裂解修调。

可以理解，步骤S4中，启动上位机的测试程序，可以是人工启动，即人工点击上位机测试软件上的测试按钮，激励陀螺表头振动；通电状态下的电路板将陀螺表头的振动信号发送至上位机，上位机根据振动信号采用扫频法或振型进动法测试出陀螺表头的模态参数。在测试过程中，上位机测试软件实时显示测得的模态参数，并且将频率裂解值Δf和刚度轴角度θ传输给飞秒激光控制系统。

可以理解，步骤S7中，飞秒激光加工平台接收坐标指令后，将陀螺表头的待修调位置移动到光路聚焦出光口位置，飞秒激光加工平台的激光器的光闸开启出光，飞秒激光控制系统根据频率裂解值Δf调用加工图形文件与加工参数，在待修调位置刻蚀孔或槽去除材料，其中，激光聚焦光斑小于或等于10μm。

上述陀螺谐振结构频率裂解的修调方法，采用了飞秒激光的方式，由飞秒激光控制系统配合陀螺频率裂解测试平台和飞秒激光加工平台，实现了在线自动化对陀螺谐振结构进行精准调修，精度小于等于1mHz，并且，本技术方案通过建立修调数据库，当陀螺频率裂解测试平台测出频率裂解后，直接调用修调数据库相对应的数据编号后开始加工，不需要人工每次都画修调图形和设置加工参数，节省了大量的人工时间，相比传统方法，本技术方案的修调过程排除了真空度、温度、灰尘等环境因素以及人工多次装夹和调参的误差干扰，提高了修调精度和调修效率，大大提升了陀螺仪的性能。

在一个实施例中，当频率裂解达到预期目标值后，完成当前陀螺表头的频率裂解修调的步骤，若频率裂解值没有达到预期目标值，则循环修调步骤直至频率裂解值达到预期目标值停止。

可以理解，预期目标值为根据实际需要提前设置的陀螺表头频率裂解值，若达到预期目标值，则停止修调，若未达到预期目标值，按照S1至S8进行循环操作，直至该频率裂解值达到预期目标值为止。

在一个实施例中，完成当前陀螺表头的频率裂解修调之后，将当前陀螺表头卸下并更换下一个待修调的陀螺表头后，将新的陀螺表头固定在陀螺夹具上并置于真空腔体内的步骤。

可以理解，完成当前陀螺表头的调修后，将当前陀螺卸下，安装其他待调修的陀螺表头在陀螺夹具上，并置于真空腔体，按照S1至S8进行操作，实现批量陀螺表头的调修。

应该理解的是，虽然图3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，其特征在于，包括陀螺频率裂解测试平台、飞秒激光控制系统和飞秒激光加工平台；

所述陀螺频率裂解测试平台固定在所述飞秒激光加工平台上，所述飞秒激光控制系统分别通讯连接所述陀螺频率裂解测试平台和所述飞秒激光加工平台；

所述陀螺频率裂解测试平台用于测试陀螺表头在振动过程中的模态参数，将所述模态参数传输给所述飞秒激光控制系统；所述模态参数包括频率裂解值Δf和刚度轴角度θ；

所述飞秒激光控制系统用于根据所述陀螺表头的频率裂解值Δf和刚度轴角度θ，向所述飞秒激光加工平台发送陀螺修调指令；

所述飞秒激光加工平台用于接收所述陀螺修调指令，根据所述陀螺修调指令对所述陀螺表头进行激光修调，直至所述陀螺表头的频率裂解符合目标值；所述激光修调包括质量修调与刚度修调。

2.根据权利要求1所述的陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，其特征在于，所述陀螺频率裂解测试平台包括电源、电路板、上位机、陀螺表头、陀螺夹具和真空腔体；

所述电源电连接所述电路板，所述陀螺表头通过所述陀螺夹具通讯连接所述电路板，所述电路板通讯连接所述上位机，所述上位机通讯连接所述飞秒激光控制系统；

所述陀螺夹具用于固定所述陀螺表头，所述陀螺夹具与所述电路板可拆卸地固定在所述真空腔体内部；

所述上位机用于通过扫频法或振型进动法测试所述陀螺表头在振动过程中的所述模态参数。

3.根据权利要求2所述的陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，其特征在于，所述质量修调为：以所述陀螺表头中心为零点O，设低频率刚度轴点位为P点，以OP为质量修调半径，将OP与X轴的夹角作为低频率刚度轴角度θ₁；

所述刚性修调为：以所述陀螺表头中心为零点O，设高频率刚度轴点位为Q点，以OQ为质量修调半径，将OQ与X轴的夹角作为高频率刚度轴角度θ₂。

4.根据权利要求2所述的陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，其特征在于，所述飞秒激光控制系统包括激光器参数控制系统、加工参数控制系统、图形参数控制系统和运动控制系统；

所述加工参数控制系统用于调用加工参数库中的加工参数，所述加工参数包括功率、重复频率、脉宽、加工速度、加工次数和单次加工量；

所述图形参数控制系统用于调用加工图形文件库中的加工图形文件，所述加工图形文件中的加工图形包括尺寸不同的圆形和/或正多边形；

所述加工图形文件库中的加工图形文件与加工参数库中的加工参数相互组合编号形成修调数据库。

5.根据权利要求4所述的陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，其特征在于，所述飞秒激光加工平台为三轴运动平台，所述飞秒激光加工平台在收到所述飞秒激光控制系统的陀螺修调指令后，根据所述陀螺修调指令将所述陀螺表头的待修调位置移动到飞秒激光聚焦光路出光口位置进行激光修调。

6.根据权利要求5所述的陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，其特征在于，所述飞秒激光加工平台的X轴和Y轴的行程均大于或等于300mm，Z轴的行程大于或等于200mm，X轴、Y轴和Z轴的三轴重复定位精度均小于或等于3μm。

7.根据权利要求1-6所述的任意一个陀螺谐振结构频率裂解的修调系统，其特征在于，所述真空腔体的盖板设有玻璃窗，用于透过飞秒激光。

8.一种陀螺谐振结构频率裂解的修调方法，其特征在于，所述方法包括：

将陀螺表头固定在陀螺夹具上并置于真空腔体内；所述陀螺表头通过所述陀螺夹具电连接电路板，所述真空腔体安装在飞秒激光加工平台；

通过数据转接口连接飞秒激光控制系统与陀螺频率裂解测试平台，通过信号线分别连接所述陀螺频率裂解测试平台中的电源、电路板和上位机，所述飞秒激光控制系统包括修调数据库存储系统和运动控制系统；

将电源通电，待电源电压和电流正常后盖上真空腔体的盖板，对所述真空腔体抽真空；

启动所述上位机的测试程序，激励表头振动，测试振动过程中陀螺表头的模态参数并将所述模态参数传输给飞秒激光控制系统；所述模态参数包括频率裂解值Δf和刚度轴角度θ；

所述飞秒激光控制系统根据所述频率裂解值Δf在所述修调数据库存储系统中调用相应的加工图形文件与加工参数；

所述运动控制系统根据刚度轴角度θ向飞秒激光加工平台发送待修调位置的坐标指令；

飞秒激光加工平台接收所述坐标指令后，将所述陀螺表头的待修调位置移动到光路聚焦出光口处的激光焦点位置，对陀螺表头进行激光修调；所述激光修调包括质量修调与刚度修调；

通过上位机实时观测所述陀螺表头的频率、频率裂解值和刚度轴角度信息，当频率裂解值达到预期目标值后完成当前陀螺表头的频率裂解修调。

9.根据权利要求8所述的陀螺谐振结构频率裂解的修调方法，其特征在于，所述当频率裂解达到预期目标值后完成当前陀螺表头的频率裂解修调的步骤，包括：

若频率裂解值没有达到预期目标值，则循环修调步骤直至频率裂解值达到预期目标值停止。

10.根据权利要求8或9所述的陀螺谐振结构频率裂解的修调方法，其特征在于，完成当前陀螺表头的频率裂解修调之后，所述方法还包括：

将当前所述陀螺表头卸下并更换下一个待修调的陀螺表头后，返回所述将陀螺表头固定在陀螺夹具上并置于真空腔体内的步骤。

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