JPS6342203B2 - - Google Patents
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- JPS6342203B2 JPS6342203B2 JP55033314A JP3331480A JPS6342203B2 JP S6342203 B2 JPS6342203 B2 JP S6342203B2 JP 55033314 A JP55033314 A JP 55033314A JP 3331480 A JP3331480 A JP 3331480A JP S6342203 B2 JPS6342203 B2 JP S6342203B2
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- gyroscope
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- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 8
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 7
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/66—Ring laser gyrometers
- G01C19/68—Lock-in prevention
- G01C19/70—Lock-in prevention by mechanical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はスプリング懸吊リングレーザ・ジヤ
イロスコープに関するものであり、特にジヤイロ
スコープにおいて帰還を利用しデイザ
（dithering）信号を生成する方法を改善すること
に関する。
イロスコープに関するものであり、特にジヤイロ
スコープにおいて帰還を利用しデイザ
（dithering）信号を生成する方法を改善すること
に関する。
リングレーザジヤイロスコープには従来より
様々のものが知られている。代表的なものとして
は米国特許No.3373650記載のものがあり、回転軸
に関して閉じた経路の周囲に互いに逆方向に移動
する単色の光ビームを用いている。回転軸を軸と
して回転すると各光ビームの実効光路長が変化
し、レーザの発振周波数はレーザ長によつて変化
するため、レーザの発振周波数が変化する。２つ
のレーザ光を合成すると干渉パターンを生じ、そ
れによつて回転速度を知ることができる。後述す
る様に２つのレーザ光の周波数の差は回転速度が
遅い場合ほど少なく、互いに同調あるいはロツク
イン（“lock−in”）する傾向があり単一周波数に
なつてしまう。従つて低い回転速度は検出できな
い。
様々のものが知られている。代表的なものとして
は米国特許No.3373650記載のものがあり、回転軸
に関して閉じた経路の周囲に互いに逆方向に移動
する単色の光ビームを用いている。回転軸を軸と
して回転すると各光ビームの実効光路長が変化
し、レーザの発振周波数はレーザ長によつて変化
するため、レーザの発振周波数が変化する。２つ
のレーザ光を合成すると干渉パターンを生じ、そ
れによつて回転速度を知ることができる。後述す
る様に２つのレーザ光の周波数の差は回転速度が
遅い場合ほど少なく、互いに同調あるいはロツク
イン（“lock−in”）する傾向があり単一周波数に
なつてしまう。従つて低い回転速度は検出できな
い。
米国特許No.3373650記載のものではこの問題に
対して２つのレーザ光のロツクインを避けるため
に振動すなわちデイザ（“dithering”）を用いて
いる。同種の従来技術としては米国特許No.
3467472記載のものがあり、この問題の詳細な説
明並びに解決方法については米国特許No.3879109
に記載されている。後者においてはこの問題に対
して別の解決方法を採つており、リングレーザ空
胴内に可飽和アブソーバを設けてある。デイザ装
置は本来は機械的なものであり、その動作は開ル
ープで行なわれていた。これに対して帰還を用い
て改良したものが米国特許No.4132482に記載され
ている。その装置では残留ロツクインの量を大幅
に減少させ開ループの装置に比較して誤差を少な
くすることができるが、例えば米国特許No.
3373650などのスプリング懸吊のものには使用で
きない欠点があつた。
対して２つのレーザ光のロツクインを避けるため
に振動すなわちデイザ（“dithering”）を用いて
いる。同種の従来技術としては米国特許No.
3467472記載のものがあり、この問題の詳細な説
明並びに解決方法については米国特許No.3879109
に記載されている。後者においてはこの問題に対
して別の解決方法を採つており、リングレーザ空
胴内に可飽和アブソーバを設けてある。デイザ装
置は本来は機械的なものであり、その動作は開ル
ープで行なわれていた。これに対して帰還を用い
て改良したものが米国特許No.4132482に記載され
ている。その装置では残留ロツクインの量を大幅
に減少させ開ループの装置に比較して誤差を少な
くすることができるが、例えば米国特許No.
3373650などのスプリング懸吊のものには使用で
きない欠点があつた。
スプリング懸吊の装置では、一般に多くのエネ
ルギーを用いることなくデイザの振幅を維持する
様な高いＱを有している。帰還を施した場合、ト
ルク発生機構は懸吊スプリング及びジヤイロスコ
ープの慣性により生じるデイザ周波数を強性的に
変化させるため、異常に大きな電力を必要とする
様になる。
ルギーを用いることなくデイザの振幅を維持する
様な高いＱを有している。帰還を施した場合、ト
ルク発生機構は懸吊スプリング及びジヤイロスコ
ープの慣性により生じるデイザ周波数を強性的に
変化させるため、異常に大きな電力を必要とする
様になる。
この発明ではリングレーザジヤイロスコープの
出力とデイザ周波数入力との間に動的帰還系（例
えば第１図の実施例では帰還制御部１２がこれに
相当し、その詳細な構成例は第２図に示されてい
る）を設けることにより上記問題点を解決してい
る。このために検出された角度とデイザ周波数と
の帰還により、ロツクイン成分を打消す様なデイ
ザ信号を生成する。従つてトルク発生機構は帰還
系により制御され、その入力としてはジヤイロの
光学的位相角及びデイザ角速度が印加される。こ
れらの量は帰還制御部に入力されスプリング懸吊
の角加速度を制御する。帰還制御部はアナログ・
デイジタルのいずれで構成されていても良い。こ
の発明は従来技術によるものに比較してロツクイ
ンによる残留誤差をさらに小さくすることが可能
である。
出力とデイザ周波数入力との間に動的帰還系（例
えば第１図の実施例では帰還制御部１２がこれに
相当し、その詳細な構成例は第２図に示されてい
る）を設けることにより上記問題点を解決してい
る。このために検出された角度とデイザ周波数と
の帰還により、ロツクイン成分を打消す様なデイ
ザ信号を生成する。従つてトルク発生機構は帰還
系により制御され、その入力としてはジヤイロの
光学的位相角及びデイザ角速度が印加される。こ
れらの量は帰還制御部に入力されスプリング懸吊
の角加速度を制御する。帰還制御部はアナログ・
デイジタルのいずれで構成されていても良い。こ
の発明は従来技術によるものに比較してロツクイ
ンによる残留誤差をさらに小さくすることが可能
である。
以下に図面を用いて本発明の実施例について詳
細に説明する。
細に説明する。
本発明の基本的な特徴は、トルク発生機構（ス
プリング懸吊ジヤイロスコープにデイザを与える
のに用いる）の入力の制御であり、光学的位相角
φ（リングレーザ空胴内を互いに逆回りに進む２
つのレーザビーム間の位相差）及びデイザ角速度
ωdを入力とする帰還系により制御する。第１図
に示す本発明の一般的構成において、リングレー
ザジヤイロスコープ部４の懸吊スプリング２によ
り生じたデイザ角速度ωdと入力角速度ω（ジヤイ
ロスコープが回転する角速度ベクトルの受感軸
（レーザビームの回転の中心軸）方向の成分）と
は加算点６で加算される。デイザ角周波数ωdは
角速度検出器８によつて検出する。入力角速度は
実際にはリングレーザジヤイロスコープ部４への
機械的入力であるが、解析のために加算点の入力
として示してある。光学的位相角φ（ジヤイロが
理想的なものであればジヤイロ部や回転している
際の機械的位相角φ（空間内で受感軸の方向が一
定に保たれている場合、この機械的位相角φの時
間微分値が入力角速度ωに一致する）と一致す
る）はピツクオフ（“pickoff”、例えば光学的ピ
ツクオフ）１０により検出する。ピツクオフ１０
の電気的出力信号はφにほぼ等しい。角速度検
出器８（タコメータまたは圧電素子など）により
検出されたデイザ角速度は実際の値dにほぼ等
しい電気的信号dで表わされる。光学的位相角
（検出値）及びデイザ角速度（検出値）dは帰
還制御部１２に印加され、帰還制御部１２から出
力される制御信号ｃはトルク発生機構１４に印加
される。トルク発生機構１４は懸吊スプリング２
と機械的に結合しており、制御信号ｃに応じて懸
吊スプリングに対して角加速度ｕを与える。
プリング懸吊ジヤイロスコープにデイザを与える
のに用いる）の入力の制御であり、光学的位相角
φ（リングレーザ空胴内を互いに逆回りに進む２
つのレーザビーム間の位相差）及びデイザ角速度
ωdを入力とする帰還系により制御する。第１図
に示す本発明の一般的構成において、リングレー
ザジヤイロスコープ部４の懸吊スプリング２によ
り生じたデイザ角速度ωdと入力角速度ω（ジヤイ
ロスコープが回転する角速度ベクトルの受感軸
（レーザビームの回転の中心軸）方向の成分）と
は加算点６で加算される。デイザ角周波数ωdは
角速度検出器８によつて検出する。入力角速度は
実際にはリングレーザジヤイロスコープ部４への
機械的入力であるが、解析のために加算点の入力
として示してある。光学的位相角φ（ジヤイロが
理想的なものであればジヤイロ部や回転している
際の機械的位相角φ（空間内で受感軸の方向が一
定に保たれている場合、この機械的位相角φの時
間微分値が入力角速度ωに一致する）と一致す
る）はピツクオフ（“pickoff”、例えば光学的ピ
ツクオフ）１０により検出する。ピツクオフ１０
の電気的出力信号はφにほぼ等しい。角速度検
出器８（タコメータまたは圧電素子など）により
検出されたデイザ角速度は実際の値dにほぼ等
しい電気的信号dで表わされる。光学的位相角
（検出値）及びデイザ角速度（検出値）dは帰
還制御部１２に印加され、帰還制御部１２から出
力される制御信号ｃはトルク発生機構１４に印加
される。トルク発生機構１４は懸吊スプリング２
と機械的に結合しており、制御信号ｃに応じて懸
吊スプリングに対して角加速度ｕを与える。
トルク発生機構により発生する角加速度ｕは次
式の通りとなる。
式の通りとなる。
ｕ＝−ｋ〔d＋ωL・sin〕＋Ｄd ……(1)
制御信号ｃは
ｃ＝ｕ／Ｆ
ただしＦはトルク発生機構の比例係数、
Ｄは懸吊スプリングの減衰係数、
ωLはロツクイン周波数、
ｋは利得、
は光学的位相角の検出値である。
利得ｋは、残留ロツクインの影響が小さくなる
様に十分に高く、しかもトルク発生機構により発
生し得るトルク内に納まる程度に高すぎない様に
する必要がある。
様に十分に高く、しかもトルク発生機構により発
生し得るトルク内に納まる程度に高すぎない様に
する必要がある。
上記の動作は第２図に示す帰還制御部で行なわ
れる。第２図において、光学的位相角φは非線形
関数発生器１８に印加され、その正弦値（sin）
として出力される。この部分には従来技術により
知られた様々の方法が用いられるが、例えば演算
増幅器による関数発生器、あるいは増幅器のアナ
ログ出力信号をデイジタル信号に変換してリード
オンリメモリに印加しその出力を再びアナログ信
号に変換するものでも良い。その出力（sin）
には係数器（適切な増幅率の演算増幅器）２０に
よつてロツクイン周波数ωLに相当する量を乗じ
る。その出力信号は加算点２２で角速度検出器８
の出力dと加算される。加算結果（d＋ωLsin
φ）は利得ｋの反転増幅器２４に印加される。反
転増幅器２４の出力は係数器２８の出力と共に加
算点２６に印加され、加算結果は系数器３０に印
加されトルクの比例係数Ｆの逆数1/F倍される。
その結果得られた制御信号ｃは第１図に示す様に
トルク発生機構１４に印加される。加算点２６に
は、デイザ角周波数の検出値dと懸吊スプリン
グの減衰係数Ｄとを乗じた信号も加算される。こ
の操作は(1)式の最終項に相当する。
れる。第２図において、光学的位相角φは非線形
関数発生器１８に印加され、その正弦値（sin）
として出力される。この部分には従来技術により
知られた様々の方法が用いられるが、例えば演算
増幅器による関数発生器、あるいは増幅器のアナ
ログ出力信号をデイジタル信号に変換してリード
オンリメモリに印加しその出力を再びアナログ信
号に変換するものでも良い。その出力（sin）
には係数器（適切な増幅率の演算増幅器）２０に
よつてロツクイン周波数ωLに相当する量を乗じ
る。その出力信号は加算点２２で角速度検出器８
の出力dと加算される。加算結果（d＋ωLsin
φ）は利得ｋの反転増幅器２４に印加される。反
転増幅器２４の出力は係数器２８の出力と共に加
算点２６に印加され、加算結果は系数器３０に印
加されトルクの比例係数Ｆの逆数1/F倍される。
その結果得られた制御信号ｃは第１図に示す様に
トルク発生機構１４に印加される。加算点２６に
は、デイザ角周波数の検出値dと懸吊スプリン
グの減衰係数Ｄとを乗じた信号も加算される。こ
の操作は(1)式の最終項に相当する。
第３図及び第４図に示すのは本発明をリングレ
ーザジヤイロスコープに適用した別の実施例であ
り、光学的位相角φの正弦値sinφに相当する電気
信号σを用いている。この信号は通常のリングレ
ーザジヤイロスコープに多く用いられているフリ
ンジ検出器（“fringe detector”）から得ること
ができ、(1)式は次の様に書ける。
ーザジヤイロスコープに適用した別の実施例であ
り、光学的位相角φの正弦値sinφに相当する電気
信号σを用いている。この信号は通常のリングレ
ーザジヤイロスコープに多く用いられているフリ
ンジ検出器（“fringe detector”）から得ること
ができ、(1)式は次の様に書ける。
ｕ＝−ｋ〔d＋ωL〕＋Ｄd……(2)
ただし＝sin ……(3)
帰還量として信号のかわり信号を用いた場
合のブロツク図を第３図に、その場合に必要とさ
れる信号処理を行なう帰還制御部を第４図に各々
示す。この実施例の場合には帰還制御部に非線形
要素が不要な点が特徴である。
合のブロツク図を第３図に、その場合に必要とさ
れる信号処理を行なう帰還制御部を第４図に各々
示す。この実施例の場合には帰還制御部に非線形
要素が不要な点が特徴である。
第３図に示す構成ではリングレーザジヤイロス
コープ部４２にデイザを施すため懸吊スプリング
４０は角速度ωdで駆動される。リングレーザジ
ヤイロスコープ部４２からは電気信号（光学的
位相角φの正弦値にほぼ等しい）が出力され、帰
還制御部４６に印加される。角速度検出器４８か
らの信号d（デイザ角速度ωdを示す検出値）が
帰還制御部４６に印加される。帰還制御部４６の
出力は制御信号ｃであり、懸吊スプリング４０を
駆動するための角加速度ｕを発生するためトルク
発生機構４９に印加される。
コープ部４２にデイザを施すため懸吊スプリング
４０は角速度ωdで駆動される。リングレーザジ
ヤイロスコープ部４２からは電気信号（光学的
位相角φの正弦値にほぼ等しい）が出力され、帰
還制御部４６に印加される。角速度検出器４８か
らの信号d（デイザ角速度ωdを示す検出値）が
帰還制御部４６に印加される。帰還制御部４６の
出力は制御信号ｃであり、懸吊スプリング４０を
駆動するための角加速度ｕを発生するためトルク
発生機構４９に印加される。
第４図に示すのは帰還制御部４６の詳細であ
り、(2)式に示す制御を実行する。入力の信号は
増幅器５０（必要な増幅度となつている）によつ
てロツクイン周波数ωL倍にされ、その出力は加
算点５２で角速度検出器４８からの信号dと加
算される。加算点５２の加算結果は増幅器５４に
印加され利得ｋ倍される。増幅器５４は第２図の
反転増幅器と同様のものである。増幅器５４の出
力は入力に対して逆相である。増幅器５４の出力
は増幅器５８からの出力と共に加算点５６に印加
される。増幅器５８では信号dを懸吊スプリン
グの減衰係数Ｄ倍にする。加算点５６の第１の入
力は−ｋ〔d＋ωL・に相当し、第２の入力は
Ｄ・ωdに相当し(2)式の各項に対応している。第
１図及び第２図の場合と同様に加算点５６の出力
はトルクの比例係数の逆数1/F倍するため増幅器
６０に印加され、その出力の制御信号ｃがトルク
発生機構４８に印加される。
り、(2)式に示す制御を実行する。入力の信号は
増幅器５０（必要な増幅度となつている）によつ
てロツクイン周波数ωL倍にされ、その出力は加
算点５２で角速度検出器４８からの信号dと加
算される。加算点５２の加算結果は増幅器５４に
印加され利得ｋ倍される。増幅器５４は第２図の
反転増幅器と同様のものである。増幅器５４の出
力は入力に対して逆相である。増幅器５４の出力
は増幅器５８からの出力と共に加算点５６に印加
される。増幅器５８では信号dを懸吊スプリン
グの減衰係数Ｄ倍にする。加算点５６の第１の入
力は−ｋ〔d＋ωL・に相当し、第２の入力は
Ｄ・ωdに相当し(2)式の各項に対応している。第
１図及び第２図の場合と同様に加算点５６の出力
はトルクの比例係数の逆数1/F倍するため増幅器
６０に印加され、その出力の制御信号ｃがトルク
発生機構４８に印加される。
本発明の動作原理はジヤイロスコープ及び懸吊
スプリングの挙動を示す微分方程式で表わされ
る。ジヤイロスコープの出力は次に示す
Aronowitz方程式で与えられる。
スプリングの挙動を示す微分方程式で表わされ
る。ジヤイロスコープの出力は次に示す
Aronowitz方程式で与えられる。
φ〓＝ω＋ωd＋ωLsinφ ……(4)
ただしφ＝Ｇ（φ＋β）
φはジヤイロスコープが回転した機械的位相
角、 βは任意の初期位相角、 Ｇはジヤイロの比例係数である。
角、 βは任意の初期位相角、 Ｇはジヤイロの比例係数である。
ωLsinφはロツクイン特性を示す値である。こ
のロツクイン特性ωLsinφに大きさが等しくかつ
符号が逆のデイザ角速度ωdを発生させる事がで
きれば、(4)式においてロツクイン特性ωLsinφは
デイザ角速度ωdにより完全に打消され、ジヤイ
ロスコープの出力φを入力角速度ωと正確に一致
させることができる。それを可能な限り完壁に近
く実現することが帰還制御部の目的であり、その
ために実施例にて説明したように例えば(1)式にも
とずく制御を行う。
のロツクイン特性ωLsinφに大きさが等しくかつ
符号が逆のデイザ角速度ωdを発生させる事がで
きれば、(4)式においてロツクイン特性ωLsinφは
デイザ角速度ωdにより完全に打消され、ジヤイ
ロスコープの出力φを入力角速度ωと正確に一致
させることができる。それを可能な限り完壁に近
く実現することが帰還制御部の目的であり、その
ために実施例にて説明したように例えば(1)式にも
とずく制御を行う。
(1)式の制御を行つた場合、ジヤイロスコープの
出力φ〓と入力角速度ω間に生じる誤差の大きさを
以下に検討する。デイザ角θdは次式を満足する。
出力φ〓と入力角速度ω間に生じる誤差の大きさを
以下に検討する。デイザ角θdは次式を満足する。
θ〓d＝ωd ……(5)
Jω〓d＋Bωd＋Kθd＝τ ……(6)
ただしＪはジヤイロ部の貫性、
Ｂは減衰係数、
Ｋは弾性係数、
τはトルク発生機構によるトルクである。
(6)式の両辺をＪで割ると次式が得られる。
ω〓d＋Dωd＋Ω2θd＝ｕ ……(7)
ただしＤ＝Ｂ／Ｊ
Ω＝√懸吊スプリングの固有周波数、
ｕ＝τ／Ｊトルク発生機構による角加速度。
(7)式に(1)式の角加速度を代入すると次式が得ら
れる。
れる。
ω〓d＋Dωd＋Ω2θd＝−ｋ〔d＋ωLsinG（
＋β）〕＋Ｄd……(8)d ωd、φを仮定すると(8)式の両辺Dωdと
Ｄdとが相殺し次式が得られる。
＋β）〕＋Ｄd……(8)d ωd、φを仮定すると(8)式の両辺Dωdと
Ｄdとが相殺し次式が得られる。
ω〓d＋Ω2θd＝−ｋ〔d＋ωLsinG（φ＋β）〕
……(9) つまり(1)式の制御の結果、(9)式を満たすような
デイザ角速度ωdが得られる。この(9)式のデイザ
角速度ωdを(4)式に代入すると、ジヤイロスコー
プの出力は φ〓＝ω−１／ｋ〔ω〓d＋Ω2θd〕 となり、誤差はe〓は次式で示される。
……(9) つまり(1)式の制御の結果、(9)式を満たすような
デイザ角速度ωdが得られる。この(9)式のデイザ
角速度ωdを(4)式に代入すると、ジヤイロスコー
プの出力は φ〓＝ω−１／ｋ〔ω〓d＋Ω2θd〕 となり、誤差はe〓は次式で示される。
e〓＝φ〓−ω＝−１／ｋ〔ω〓d＋Ω2θd〕……
(10) θd及びω〓はいずれも上限を持つので誤差e〓も制
限され時間と共に増大することはない。利得ｋを
十分に高くすることにより、(10)式の誤差は極めて
小さく出来る。
(10) θd及びω〓はいずれも上限を持つので誤差e〓も制
限され時間と共に増大することはない。利得ｋを
十分に高くすることにより、(10)式の誤差は極めて
小さく出来る。
(1)式および(2)式を完全に実現していないため(10)
式の右辺には若干の雑音成分が付加され誤差e〓に
は少しランダム雑音成分を含むことになる。しか
しこのランダム雑音成分は米国特許No.3467472記
載のデイザ発生器に含まれる雑音成分に比較して
相当に小さいことが期待できる。
式の右辺には若干の雑音成分が付加され誤差e〓に
は少しランダム雑音成分を含むことになる。しか
しこのランダム雑音成分は米国特許No.3467472記
載のデイザ発生器に含まれる雑音成分に比較して
相当に小さいことが期待できる。
従来技術から明らかな様に、ジヤイロスコープ
の各パラメータ（トルクの比例係数、懸吊スプリ
ングの減衰係数、及びジヤイロの比例係数）が全
て正確に判明している場合にはロツクインの影響
を完全に除去し得る。しかし実際には各パラメー
タは本来の値から多少ずれており、装置の動作に
は若干の誤差を含むことになる。本発明ではこれ
らの誤差を従来の装置と比較して十分に小さくす
ることができる。
の各パラメータ（トルクの比例係数、懸吊スプリ
ングの減衰係数、及びジヤイロの比例係数）が全
て正確に判明している場合にはロツクインの影響
を完全に除去し得る。しかし実際には各パラメー
タは本来の値から多少ずれており、装置の動作に
は若干の誤差を含むことになる。本発明ではこれ
らの誤差を従来の装置と比較して十分に小さくす
ることができる。
本発明の実施例の説明にはアナログ式のものを
示したが、第１図の帰還制御部１２にはデイジタ
ル式あるいはアナログ・デイジタル混合のものも
同様に使用できる。その場合、リングレーザジヤ
イロスコープ部４から得られる信号あるいはリ
ングレーザジヤイロスコープ部４２から得られる
信号をデイザ角速度ωdと共にアナログ−デイ
ジタル変換器でデイジタル信号に変換し、各々を
マイクロプセツサに入力すれば良い。マイクロプ
セツサは(1)式または(2)式を実行する様にプログラ
ムしておき、マイクロプセツサの出力はデイジタ
ル−アナログ変換器でアナログ信号に変換してト
ルク発生機構１４または４８に接続する。
示したが、第１図の帰還制御部１２にはデイジタ
ル式あるいはアナログ・デイジタル混合のものも
同様に使用できる。その場合、リングレーザジヤ
イロスコープ部４から得られる信号あるいはリ
ングレーザジヤイロスコープ部４２から得られる
信号をデイザ角速度ωdと共にアナログ−デイ
ジタル変換器でデイジタル信号に変換し、各々を
マイクロプセツサに入力すれば良い。マイクロプ
セツサは(1)式または(2)式を実行する様にプログラ
ムしておき、マイクロプセツサの出力はデイジタ
ル−アナログ変換器でアナログ信号に変換してト
ルク発生機構１４または４８に接続する。
第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２
図は第１図中の帰還制御部の詳細なブロツク図、
第３図は本発明の別の実施例のブロツク図、第４
図は第３図中の帰還制御部の詳細なブロツク図で
ある。 ２……懸吊スプリング、４……リングレーザジ
ヤイロスコープ部、６……加算点、８……角速度
検出器、１０……ピツクオフ（光学的位相角検出
器）、１２……帰還制御部、１４……トルク発生
機構、１８……関数発生器、２０……係数器、２
２……加算点、２４……反転増幅器、２６……加
算点、２８……係数器、３０……係数器、４０…
…懸吊スプリング、４２……リングレーザジヤイ
ロスコープ部、４４……フリンジ検出器、４６…
…帰還制御部、４８……角速度検出器、４９……
トルク発生機構、５０……増幅器、５２……加算
点、５４……増幅器、５６……加算点、５８……
増幅器、６０……増幅器、ωd及びd……デイザ
角速度及びその検出値（信号）、ω……入力角周
波数、φ及び……光学的位相角及びその検出値
（信）、ｃ……制御信号、ｕ……角加速度、σ及び
σ……sinφ及びその検出値（信号）。
図は第１図中の帰還制御部の詳細なブロツク図、
第３図は本発明の別の実施例のブロツク図、第４
図は第３図中の帰還制御部の詳細なブロツク図で
ある。 ２……懸吊スプリング、４……リングレーザジ
ヤイロスコープ部、６……加算点、８……角速度
検出器、１０……ピツクオフ（光学的位相角検出
器）、１２……帰還制御部、１４……トルク発生
機構、１８……関数発生器、２０……係数器、２
２……加算点、２４……反転増幅器、２６……加
算点、２８……係数器、３０……係数器、４０…
…懸吊スプリング、４２……リングレーザジヤイ
ロスコープ部、４４……フリンジ検出器、４６…
…帰還制御部、４８……角速度検出器、４９……
トルク発生機構、５０……増幅器、５２……加算
点、５４……増幅器、５６……加算点、５８……
増幅器、６０……増幅器、ωd及びd……デイザ
角速度及びその検出値（信号）、ω……入力角周
波数、φ及び……光学的位相角及びその検出値
（信）、ｃ……制御信号、ｕ……角加速度、σ及び
σ……sinφ及びその検出値（信号）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ジヤイロスコープ用デイザ装置において、入
力角速度に比例した信号を出力するためのスプリ
ング懸吊リングレーザジヤイロスコープと、前記
ジヤイロスコープにそのロツクイン特性に概略等
しい周波数のデイザ信号を与えるためのトルク発
生機構並びに前記トルク発生機構を制御する帰還
制御部とを含み、前記帰還制御部の入力として前
記ジヤイロスコープの光学的位相角とデイザ周波
数とを印加することを特徴とするジヤイロスコー
プ用デイザ装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のジヤイロスコー
プ用デイザ装置において、前記トルク発生機構に
よつて生じる角加速度（ｕ）が次式で示されるジ
ヤイロスコープ用デイザ装置。 ｕ＝−ｋ〔d＋ωLsin〕＋Ｄd 〔ただしＤは懸吊スプリング系の減衰係数、 ωLはロツクイン角周波数、 ｋは利得、 dはデイザ角周波数の測定値、 は光学的位相角の測定値、〕 ３ 特許請求の範囲第１項記載のジヤイロスコー
プ用デイザ装置において、前記トルク発生機構に
よつて生じる角加速度（ｕ）が次式で示されるジ
ヤイロスコープ用デイザ装置。 ｕ＝−ｋ〔d＋ωL〕＋Ｄd 〔ただしは光学的位相角の正弦値を示す信号、 Ｄは懸吊スプリング系の減衰係数、 ωLはロツクイン角周波数、 ｋは利得、 dはデイザ角周波数の測定値。〕 ４ 特許請求の範囲第１項記載のジヤイロスコー
プ用デイザ装置において前記帰還制御部が、 (a) 前記ジヤイロスコープの光学的位相角を入力
しその正弦値に比例した信号を出力する正弦関
数発生器と、 (b) 前記正弦関数発生器の出力信号を入力しロツ
クイン角周波数に相当する量を乗算する第１の
増幅器と、 (c) 前記第１増幅器の出力信号並びに前記デイザ
周波数の測定値を各々入力とする第１の加算点
と、 (d) 残留ロツクインの影響が十分に小さくなる程
度に前記第１加算点の出力信号を増幅し逆相と
する第２の増幅器と、 (e) 前記デイザ周波数の測定値を入力しジヤイロ
定数に比例した量を乗算する第３の増幅器と、 (f) 前記第２及び第３増幅器の各出力信号を加算
する第２の加算点と を含むジヤイロスコープ用デイザ装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のジヤイロスコー
プ用デイザ装置において前記帰還制御部が (a) 前記ジヤイロスコープから出力される前記光
学的位相角の正弦値を示す信号にロツクイン角
周波数に相当する量を乗算する第１の増幅器
と、 (b) 前記第１増幅器の出力信号を前記デイザ周波
数の測定値と加算する第１の加算点と、 (c) 残留ロツクインの影響が十分に小さくなる程
度に前記第１加算点の出力信号を増幅し逆相と
する第２の増幅器と、 (d) 前記デイザ周波数の測定値を入力しジヤイロ
定数に比例した量を乗算する第３の増幅器と、 (e) 前記第２及び第３増幅器の各出力信号を加算
する第２の加算点と を含むジヤイロスコープ用デイザ装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/022,549 US4255054A (en) | 1979-03-21 | 1979-03-21 | Lock-in control system for spring suspended ring laser gyroscope |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55128116A JPS55128116A (en) | 1980-10-03 |
| JPS6342203B2 true JPS6342203B2 (ja) | 1988-08-22 |
Family
ID=21810159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3331480A Granted JPS55128116A (en) | 1979-03-21 | 1980-03-15 | Dithering device for gyroscope |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4255054A (ja) |
| JP (1) | JPS55128116A (ja) |
| CA (1) | CA1134483A (ja) |
| DE (1) | DE3008528A1 (ja) |
| FR (1) | FR2452085A1 (ja) |
| GB (1) | GB2045514B (ja) |
| IL (1) | IL59184A (ja) |
| NO (1) | NO152386C (ja) |
| SE (1) | SE446663B (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4695160A (en) * | 1981-07-06 | 1987-09-22 | Honeywell Inc. | Error cancelling bias system |
| US4597667A (en) * | 1982-12-09 | 1986-07-01 | Litton Systems, Inc. | Dither controller for ring laser angular rotation sensor |
| IL77856A0 (en) * | 1985-02-25 | 1986-12-31 | Sundstrand Data Control | Inertial reference system utilizing ring laser gyro data resynchronization |
| DE3621953A1 (de) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | Bodenseewerk Geraetetech | Traegheitssensoranordnung |
| US4856901A (en) * | 1988-05-04 | 1989-08-15 | Kearfott Guidance & Navigation Corporation | Velocity control system using piezoelectric transducers |
| US4981359A (en) * | 1989-06-19 | 1991-01-01 | Litton Systems, Inc. | Ring laser gyroscope dither drive system and method |
| US6229615B1 (en) * | 2000-01-06 | 2001-05-08 | Honeywell International Inc. | Automatic dither pickoff gain select |
| US6683692B2 (en) | 2001-06-21 | 2004-01-27 | Honeywell International | Dither system for motion sensors |
| RU2581396C1 (ru) * | 2014-12-22 | 2016-04-20 | Акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (АО "МИЭА") | Способ повышения точности полезного сигнала кольцевого лазера |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3373650A (en) * | 1965-04-02 | 1968-03-19 | Honeywell Inc | Laser angular rate sensor |
| US4115004A (en) * | 1976-11-15 | 1978-09-19 | Litton Systems, Inc. | Counterbalanced oscillating ring laser gyro |
| US4132482A (en) * | 1977-09-12 | 1979-01-02 | The Singer Company | Feedback system for a ring laser gyro |
-
1979
- 1979-03-21 US US06/022,549 patent/US4255054A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-01-21 IL IL59184A patent/IL59184A/xx unknown
- 1980-01-25 CA CA000344399A patent/CA1134483A/en not_active Expired
- 1980-02-06 GB GB8003957A patent/GB2045514B/en not_active Expired
- 1980-02-11 FR FR8002961A patent/FR2452085A1/fr active Granted
- 1980-03-06 DE DE19803008528 patent/DE3008528A1/de not_active Ceased
- 1980-03-15 JP JP3331480A patent/JPS55128116A/ja active Granted
- 1980-03-18 SE SE8002112A patent/SE446663B/sv not_active IP Right Cessation
- 1980-03-21 NO NO800814A patent/NO152386C/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE446663B (sv) | 1986-09-29 |
| SE8002112L (sv) | 1980-09-22 |
| US4255054A (en) | 1981-03-10 |
| NO800814L (no) | 1980-09-22 |
| FR2452085A1 (fr) | 1980-10-17 |
| DE3008528A1 (de) | 1980-10-02 |
| JPS55128116A (en) | 1980-10-03 |
| NO152386C (no) | 1985-09-18 |
| IL59184A (en) | 1984-04-30 |
| GB2045514B (en) | 1983-07-20 |
| FR2452085B1 (ja) | 1983-06-24 |
| GB2045514A (en) | 1980-10-29 |
| CA1134483A (en) | 1982-10-26 |
| NO152386B (no) | 1985-06-10 |
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