JP2016136141A - 原位置での(in−situ)バイアス自己校正を伴う高帯域幅のコリオリ振動ジャイロスコープ(cvg) - Google Patents
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Abstract
【解決手段】方法は、CVGが稼働している初期モードを決定することと、直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値を取得することと、直前のモード移行周期からの非補償バイアスの平均測定値を取得することと、所与の軸のAGC(自動利得制御)モードとFTR(再均衡力)モードとの間の第1移行を決定することと、決定された第1移行、及び、直前のモード移行周期からの非補償バイアスの平均測定値に基づいて、CVGの第1バイアス推定値を算出することと、プロセッサにより、算出された第1バイアス、及び、直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値に基づいて、CVGの第1バイアス補償後の慣性回転速度を算出することとを含む。
【選択図】図1
Description
かつ、回転後の測定信号から構成された、対応する制御入力が、次の式のように導入される場合、
回転後の制御入力を伴う回転後の二次元振動方程式は、
となり、
ここで、マトリクスD及びSは、非対称な振動力学の制動マトリクス及び剛性マトリクスとして規定される。
数式(3)の、非ゼロ慣性速度の場合を検討する。駆動/ピックオフ回転角度に加えて完全なACG及びFTRという仮定を伴う、線形代数操作は、次のFTR数式をもたらす。
ここで、β(t)は、数式(9)で規定された(経時変動する)標示不変の真のバイアスであり、pはプロセス時定数であり、
は、既知の分散、すなわち、
を伴うゼロ平均ガウスホワイトノイズである。サンプル時間tkにおける補正された慣性速度測定値は、次の式によって得られる。
更新された共分散が、
によって得られる。プロセスノイズ分散
及び、測定ノイズ分散Rは、生データ、及び、AGCループとFTRループの実際の実装品質における測定プロセスを解析することによって決定されうる。
CVGが稼働している初期モードを決定することと、
直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値を取得することと、
直前のモード移行周期からの非補償バイアスの平均測定値を取得することと、
所与の軸の自動利得制御モードと再均衡力モードとの間の第1移行を決定することと、
決定された第1移行、及び、直前のモード移行周期からの非補償バイアスの平均測定値に基づいて、CVGの第1バイアス推定値を算出することと、
プロセッサにより、算出された第1バイアス、及び、直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値に基づいて、CVGの第1バイアス補償後の慣性回転速度を算出することとを含む、方法。
所与の軸の自動利得制御モードと再均衡力モードとの間の第2移行を決定することと、
決定された第2移行、及び、直前のモード移行周期からの非補償バイアスの平均測定値に基づいて、CVGの第2バイアス推定値を算出することと、
算出された第2バイアス、及び、直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値に基づいて、CVGの第2バイアス補償後の慣性回転速度を算出することとを含む、条項1に記載の方法。
振動部材と、
コントローラと、
振動部材に電気的に結合され、かつ、CVGの駆動軸の周りに配設された第1アクチュエータであって、コントローラから制御信号を取得するよう、かつ、第1の揺動モードで振動部材を振動させ、第1の揺動モードでの振動部材の振動を維持するに十分な電圧を提供するよう、動作可能な第1アクチュエータと、
振動部材に電気的に結合され、かつ、CVGの検知軸の周りに配設された第2アクチュエータであって、回転軸の周りでのCVGの回転により生じる振動部材の第2の揺動モードに基づいて電圧を検出するよう、かつ、第2の揺動モードに基づいて電圧を無効化するに十分な反対平衡信号を提供するよう動作可能な、第2アクチュエータとを備え、検知軸はモード基準フレームにおいて駆動軸と直交しており、
コントローラは方法を実行するよう動作可能であり、方法は、
CVGが稼働している初期モードを決定することと、
直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値を取得することと、
直前のモード移行周期からの平均バイアス測定値を取得することと、
自動利得制御モードと再均衡力モードとの間の第1移行を決定することと、
決定された第1移行、及び、直前のモード移行周期からの平均バイアス測定値に基づいて、CVGの第1バイアス推定値を算出することと、
プロセッサにより、算出された第1バイアス、及び、直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値に基づいて、CVGの第1バイアス補償後の慣性回転速度を算出することとを含む、CVG。
所与の軸の自動利得制御モードと再均衡力モードとの間の第2移行を決定することと、
決定された第2移行、及び、直前のモード移行周期からの非補償バイアスの平均測定値に基づいて、CVGの第2バイアス推定値を算出することと、
算出された第2バイアス、及び、直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値に基づいて、CVGの第2バイアス補償後の慣性回転速度を算出することとを含む、条項10に記載のCVG。
Claims (15)
- コリオリ振動ジャイロスコープ(CVG)のバイアス補償後の慣性回転速度を決定するための方法であって、
前記CVGが稼働している初期モードを決定することと、
直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値を取得することと、
前記直前のモード移行周期からの非補償バイアスの平均測定値を取得することと、
所与の軸の自動利得制御モードと再均衡力モードとの間の第1移行を決定することと、
決定された前記第1移行、及び、前記直前のモード移行周期からの前記非補償バイアスの平均測定値に基づいて、前記CVGの第1バイアス推定値を算出することと、
プロセッサにより、算出された前記第1バイアス、及び、直前のモード移行周期からの前記非補償慣性回転速度の平均測定値に基づいて、前記CVGの第1バイアス補償後の慣性回転速度を算出することとを含む、方法。 - 更に、
所与の軸の前記自動利得制御モードと前記再均衡力モードとの間の第2移行を決定することと、
決定された前記第2移行、及び、前記直前のモード移行周期からの前記非補償バイアスの平均測定値に基づいて、前記CVGの第2バイアス推定値を算出することと、
算出された前記第2バイアス、及び、直前のモード移行周期からの前記非補償慣性回転速度の平均測定値に基づいて、前記CVGの第2バイアス補償後の慣性回転速度を算出することとを含む、請求項1に記載の方法。 - 更に、所与の軸の前記自動利得制御モードと前記再均衡力モードとの間の移行を制御するために信号を提供することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記信号は、第1アクチュエータ制御信号と第2アクチュエータ制御信号とを切り換えるよう動作可能である、請求項3に記載の方法。
- 前記第1バイアスは、駆動軸及び検知軸で稼働している再均衡力モードからの一又は複数の再均衡力測定値に基づいて算出される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1移行を決定することの結果は、所与の軸の前記自動利得制御モードから前記再均衡力モードへの移行であり、前記方法は更に、新たな平均バイアスをその前に算出された平均バイアスから減算することによって、バイアスの更新された推定値を決定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1移行を決定することの結果は、所与の軸の前記再均衡力モードから前記自動利得制御モードへの移行であり、前記方法は更に、新たな平均バイアスからその前に算出された平均バイアスを減算することによって、バイアスの更新された推定値を決定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 更新されたバイアスの補償後の慣性回転速度を決定することは更に、前記自動利得制御モードについて算出された前記第1バイアス推定値からバイアスされた慣性回転速度を減算することを含む、請求項1に記載の方法。
- 更新されたバイアスの補償後の慣性回転速度を決定することは更に、前記再均衡力モードについて算出された前記第1バイアス推定値にバイアスされた慣性回転速度を加算することを含む、請求項1に記載の方法。
- コリオリ振動ジャイロスコープ(CVG)であって、
振動部材と、
コントローラと、
前記振動部材に電気的に結合され、かつ、前記CVGの駆動軸の周りに配設された第1アクチュエータであって、前記コントローラから制御信号を取得するよう、かつ、第1の揺動モードで前記振動部材を振動させ、前記第1の揺動モードでの前記振動部材の振動を維持するに十分な電圧を提供するよう動作可能な、第1アクチュエータと、
前記振動部材に電気的に結合され、かつ、前記CVGの検知軸の周りに配設された第2アクチュエータであって、回転軸の周りでの前記CVGの回転により生じる前記振動部材の第2の揺動モードに基づいて電圧を検出するよう、かつ、前記第2の揺動モードに基づいて前記電圧を無効化するに十分な反対平衡信号を提供するよう動作可能な、第2アクチュエータとを備え、前記検知軸はモード基準フレームにおいて前記駆動軸と直交しており、
前記コントローラは、
前記CVGが稼働している初期モードを決定することと、
直前のモード移行周期からの非補償慣性回転速度の平均測定値を取得することと、
前記直前のモード移行周期からの平均バイアス測定値を取得することと、
自動利得制御モードと再均衡力モードとの間の第1移行を決定することと、
決定された前記第1移行、及び、前記直前のモード移行周期からの前記平均バイアス測定値に基づいて、前記CVGの第1バイアス推定値を算出することと、
プロセッサにより、算出された前記第1バイアス、及び、直前のモード移行周期からの前記非補償慣性回転速度の平均測定値に基づいて、前記CVGの第1バイアス補償後の慣性回転速度を算出することとを含む、方法を実行するよう動作可能である、CVG。 - 前記コントローラは更に、
所与の軸の前記自動利得制御モードと前記再均衡力モードとの間の第2移行を決定することと、
決定された前記第2移行、及び、前記直前のモード移行周期からの非補償バイアスの平均測定値に基づいて、前記CVGの第2バイアス推定値を算出することと、
算出された前記第2バイアス、及び、直前のモード移行周期からの前記非補償慣性回転速度の平均測定値に基づいて、前記CVGの第2バイアス補償後の慣性回転速度を算出することとを含む、前記方法を実行するよう動作可能である、請求項10に記載のCVG。 - 前記コントローラは更に、所与の軸の前記自動利得制御モードと前記再均衡力モードとの間の移行を制御するために信号を提供することを含む、前記方法を実行するよう動作可能である、請求項10に記載のCVG。
- 前記信号は、前記自動利得制御モードと前記再均衡力モードとの間の前記移行を制御するために前記信号を切り換えるよう動作可能である、請求項12に記載のCVG。
- 前記第1バイアスは、前記駆動軸及び前記検知軸で稼働している前記再均衡力モードからの一又は複数の再均衡力測定値に基づいて算出される、請求項10に記載のCVG。
- 前記第1移行を決定することの結果は、所与の軸の前記自動利得制御モードから前記再均衡力モードへの移行であり、前記方法は更に、新たな平均バイアスをその前に算出された平均バイアスから減算することによって、バイアスの更新された推定値を決定することを含む、請求項10に記載のCVG。
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