RU2017137002A - Система и способ вычисления угловой скорости кориолисова вибрационного гироскопа - Google Patents

Система и способ вычисления угловой скорости кориолисова вибрационного гироскопа Download PDF

Info

Publication number
RU2017137002A
RU2017137002A RU2017137002A RU2017137002A RU2017137002A RU 2017137002 A RU2017137002 A RU 2017137002A RU 2017137002 A RU2017137002 A RU 2017137002A RU 2017137002 A RU2017137002 A RU 2017137002A RU 2017137002 A RU2017137002 A RU 2017137002A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
response
vibratory gyroscope
coriolis vibratory
scale factor
Prior art date
Application number
RU2017137002A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017137002A3 (ru
RU2751990C2 (ru
Inventor
Шон ДЕТЛОФФ
Джеймс К. ГИНГРИЧ
Original Assignee
Зе Боинг Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зе Боинг Компани filed Critical Зе Боинг Компани
Publication of RU2017137002A publication Critical patent/RU2017137002A/ru
Publication of RU2017137002A3 publication Critical patent/RU2017137002A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2751990C2 publication Critical patent/RU2751990C2/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
    • G01C25/005—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass initial alignment, calibration or starting-up of inertial devices
    • 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
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • 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
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5776—Signal processing not specific to any of the devices covered by groups G01C19/5607 - G01C19/5719

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Claims (54)

1. Способ, включающий:
подачу первого входного напряжения на кориолисов вибрационный гироскоп (101) при первом напряжении (Р0) смещения;
подачу второго входного напряжения на кориолисов вибрационный гироскоп (101) при втором напряжении (Р0') смещения, при этом второе напряжение (Р0') смещения отличается от первого напряжения (Р0) смещения;
регистрацию разности откликов кориолисова вибрационного гироскопа (101) на первое напряжение (Р0) смещения и второе напряжение (Р0') смещения и
определение угловой скорости (Ω) кориолисова вибрационного гироскопа (101) в функции от разности откликов и поправочного члена (С).
2. Способ по п. 1, согласно которому кориолисов вибрационный гироскоп (101) выполнен с возможностью выдачи первого отклика (V0) на первое напряжение (Р0) смещения и второго отклика (V0') на второе напряжение (Р0') смещения, а поправочный член (С) представляет сумму зависящего от времени приборного смещения нуля в первом отклике (V0) и втором отклике (V0').
3. Способ по любому из пп. 1-2, согласно которому угловую скорость (Ω) кориолисова вибрационного гироскопа (101) определяют независимо от масштабного коэффициента кориолисова вибрационного гироскопа (101).
4. Способ по любому из пп. 1-2, согласно которому поправочный член (С) представляет собой заданное постоянное значение на основе начального выходного напряжения и начальной выходной угловой скорости кориолисова вибрационного гироскопа (101) при первом напряжении (Р0) смещения и втором напряжении (Р0') смещения.
5. Способ по любому из пп. 1-2, согласно которому изменение выходного напряжения кориолисова вибрационного гироскопа (101) с первого отклика при первом напряжении (Р0) смещения на второй отклик при втором напряжении (Р0') смещения обеспечивает получение первого масштабного коэффициента (S0), соответствующего первому отклику, и второго масштабного коэффициента (S0'), соответствующего второму отклику, для получения общего напряжения, подаваемого на кориолисов вибрационный гироскоп (101).
6. Способ по п. 5, согласно которому угловую скорость (Ω) определяют из уравнения
Figure 00000001
где
S0 - первый масштабный коэффициент (S0) и
S0' - второй масштабный коэффициент (S0'), при этом (1/S0)-(1/S0') является разностью откликов кориолисова вибрационного гироскопа (101) на первое напряжение (Р0) смещения и второе напряжение (Р0') смещения,
V0 - первый отклик при первом напряжении (Р0) смещения,
V0' - второй отклик при втором напряжении (Р0') смещения и
С - поправочный член (С).
7. Способ по п. 6, согласно которому разность откликов кориолисова вибрационного гироскопа (101) на первое напряжение (Р0) смещения и второе напряжение (Р0') смещения является постоянной величиной.
8. Способ по п. 5, также включающий продолжение определения угловой скорости (Ω) кориолисова вибрационного гироскопа (101) в функции от разности откликов и поправочного члена независимо от калибровки первого масштабного коэффициента (S0) и калибровки второго масштабного коэффициента (S0'), при этом зависящее от времени приборное смещение нуля вызывает одинаковый сдвиг первого масштабного коэффициента (S0) и второго масштабного коэффициента (S0').
9. Способ по любому из пп. 1-2, также включающий управление перемещением транспортного средства (10) из первого местоположения во второе местоположение с помощью кориолисова вибрационного гироскопа (101).
10. Система, содержащая:
- кориолисов вибрационный гироскоп (101);
- источник (102) входного напряжения, выполненный с возможностью
подачи первого входного напряжения на кориолисов вибрационный гироскоп (101) при первом напряжении (Р0) смещения и
подачи второго входного напряжения на кориолисов вибрационный гироскоп (101) при втором напряжении (Р0') смещения, при этом второе напряжение (Р0') смещения отличается от первого напряжения (Р0) смещения; и
- контроллер (104), выполненный с возможностью регистрации разности откликов кориолисова вибрационного гироскопа (101) на первое напряжение (Р0) смещения и второе напряжение (Р0') смещения и определения угловой скорости (Ω) кориолисова вибрационного гироскопа (101) в функции от разности откликов и поправочного члена (С).
11. Система (100) по п. 10, в которой кориолисов вибрационный гироскоп (101) выполнен с возможностью выдачи первого отклика (V0) на первое напряжение (Р0) смещения и второго отклика на второе напряжение (Р0') смещения, а поправочный член (С) представляет сумму зависящего от времени приборного смещения нуля в первом отклике (V0) и втором отклике (V0').
12. Система (100) по любому из пп. 10-11, в которой контроллер (104) выполнен с возможностью определения угловой скорости (Ω) кориолисова вибрационного гироскопа (101) независимо от масштабного коэффициента кориолисова вибрационного гироскопа (101).
13. Система (100) по любому из пп. 10-11, в которой поправочный член (С) представляет собой заданное постоянное значение на основе начального выходного напряжения и начальной выходной угловой скорости кориолисова вибрационного гироскопа (101) при первом напряжении (Р0) смещения и втором напряжении (Р0') смещения.
14. Система (100) по любому из пп. 10-11, в которой изменение выходного напряжения кориолисова вибрационного гироскопа (101) с первого отклика при первом напряжении (Р0) смещения на второй отклик при втором напряжении (Р0') смещения обеспечивает получение первого масштабного коэффициента (S0), соответствующего первому отклику, и второго масштабного коэффициента (S0'), соответствующего второму отклику, для получения общего напряжения, подаваемого на кориолисов вибрационный гироскоп (101).
15. Система (100) по п. 14, в которой угловая скорость (Ω) определена из уравнения
Figure 00000002
где
S0 - первый масштабный коэффициент (S0), а
S0' - второй масштабный коэффициент (S0'), при этом (1/S0)-(1/S0') является разностью откликов кориолисова вибрационного гироскопа (101) на первое напряжение (Р0) смещения и второе напряжение (Р0') смещения,
V0 - первый отклик при первом напряжении (Р0) смещения,
V0' - второй отклик при втором напряжении (Р0'), и
С - поправочный член (С).
16. Система (100) по п. 15, в которой разность откликов кориолисова вибрационного гироскопа (101) на первое напряжение (Р0) смещения и второе напряжение (Р0') смещения является постоянной величиной.
17. Система (100) по п. 14, в которой контроллер (104) выполнен с возможностью продолжения определения угловой скорости (Ω) кориолисова вибрационного гироскопа (101) в функции от разности откликов и поправочного члена (С) независимо от калибровки первого масштабного коэффициента (S0) и калибровки второго масштабного коэффициента (S0'), при этом зависящее от времени приборное смещение нуля вызывает одинаковый сдвиг первого масштабного коэффициента (S0) и второго масштабного коэффициента (S0').
18. Система (100) по любому из пп. 10-11, в которой контроллер (104) выполнен с возможностью управления перемещением транспортного средства (10) из первого местоположения во второе местоположение с помощью кориолисова вибрационного гироскопа (101).
19. Способ, включающий:
определение масштабных коэффициентов (S0, S0') для первого входного напряжения при первом напряжении (Р0) смещения и второго входного напряжения при втором напряжении (Р0') смещения для кориолисова вибрационного гироскопа (101);
подачу первого входного напряжения на кориолисов вибрационный гироскоп (101) при первом напряжении (Р0) смещения и регистрацию первого отклика (V0) кориолисова вибрационного гироскопа (101);
подачу второго входного напряжения на кориолисов вибрационный гироскоп (101) при втором напряжении (Р0') и регистрацию второго отклика (V0') кориолисова вибрационного гироскопа (101) и
использование разности первого отклика (V0) и второго отклика (V0'), масштабных коэффициентов (S0, S0') для первого входного напряжения и второго входного напряжения и угловой скорости (Ω) кориолисова вибрационного гироскопа (101) для определения поправочного члена (С), представляющего функцию от разности зависящего от времени приборного смещения нуля в первом отклике (V0) и втором отклике (V0').
20. Способ по п. 19, согласно которому поправочный член (С) определяют из уравнения
Figure 00000003
где
S0 - первый масштабный коэффициент (S0), соответствующий первому отклику, а
S0' - второй масштабный коэффициент (S0'), соответствующий второму отклику, при этом (1/S0)-(1/S0') является разностью откликов кориолисова вибрационного гироскопа (101) на первое напряжение (Р0) смещения и второе напряжение (Р0') смещения,
V0 - первый отклик при первом напряжении (Р0) смещения,
V0' - второй отклик при втором напряжении (Р0') смещения и
С - поправочный член (С).
RU2017137002A 2017-01-19 2017-10-20 Система и способ вычисления угловой скорости кориолисова вибрационного гироскопа RU2751990C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/409,707 2017-01-19
US15/409,707 US10466067B2 (en) 2017-01-19 2017-01-19 System and method for gyro rate computation for a Coriolis Vibrating Gyroscope

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017137002A true RU2017137002A (ru) 2019-04-22
RU2017137002A3 RU2017137002A3 (ru) 2020-12-16
RU2751990C2 RU2751990C2 (ru) 2021-07-21

Family

ID=60473389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017137002A RU2751990C2 (ru) 2017-01-19 2017-10-20 Система и способ вычисления угловой скорости кориолисова вибрационного гироскопа

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10466067B2 (ru)
EP (1) EP3351900A1 (ru)
JP (1) JP7010656B2 (ru)
CN (1) CN108332774B (ru)
BR (1) BR102017024960A8 (ru)
RU (1) RU2751990C2 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109323711B (zh) * 2018-12-04 2020-07-28 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种陀螺仪模态反转零位自校正方法及系统
CN111256729B (zh) * 2020-02-21 2021-07-30 中国海洋大学 一种差分带通式调频mems陀螺仪速率解析装置及方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06123630A (ja) * 1992-10-13 1994-05-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 振動ジャイロ装置および角速度検出方法
US5756895A (en) * 1995-09-01 1998-05-26 Hughes Aircraft Company Tunneling-based rate gyros with simple drive and sense axis coupling
JPH0979859A (ja) * 1995-09-14 1997-03-28 Nissan Motor Co Ltd 振動式角速度センサのオフセット測定装置
JP2000074675A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Murata Mfg Co Ltd 角速度センサ
JP4455201B2 (ja) * 2004-07-20 2010-04-21 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 検出回路
US7103477B1 (en) 2005-08-08 2006-09-05 Northrop Grumman Corporation Self-calibration for an inertial instrument based on real time bias estimator
JP5088540B2 (ja) * 2007-05-16 2012-12-05 ソニー株式会社 検出装置、検出方法及び電子機器
US8061201B2 (en) * 2007-07-13 2011-11-22 Georgia Tech Research Corporation Readout method and electronic bandwidth control for a silicon in-plane tuning fork gyroscope
US7698082B2 (en) 2008-05-20 2010-04-13 Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc. Real time error determination for inertial instruments
US7912664B2 (en) * 2008-09-11 2011-03-22 Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc. Self calibrating gyroscope system
FR2939192B1 (fr) 2008-11-28 2010-12-10 Sagem Defense Securite Calibrage de systemes gyroscopiques a gyroscopes vibrants
DE102010006584B4 (de) * 2010-02-02 2012-09-27 Northrop Grumman Litef Gmbh Corioliskreisel mit Korrektureinheiten und Verfahren zur Reduktion des Quadraturbias
CN102564456B (zh) * 2011-12-29 2014-12-03 深迪半导体(上海)有限公司 一种三轴微型陀螺仪的测试装置及测试方法
US20140260611A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Analog Devices, Inc. XY-Axis Gyroscopes with Electrode Configuration for Detecting Quadrature Errors and Out-of-Plane Sense Modes
WO2014172487A1 (en) * 2013-04-16 2014-10-23 The Regents Of The University Of California Continuous mode reversal for rejecting drift in gyroscopes
DE102013216898B4 (de) * 2013-08-26 2023-02-09 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements
FI125696B (en) * 2013-09-11 2016-01-15 Murata Manufacturing Co Gyroscope structure and gyroscope with improved quadrature compensation
US9605964B2 (en) * 2014-01-03 2017-03-28 The Boeing Company Gyro quadrature stabalization with demodulation phase error nulling
FI125611B (en) 2014-02-12 2015-12-15 Murata Manufacturing Co Drive circuit for starting a MEMS resonator
US9482553B2 (en) * 2014-09-30 2016-11-01 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Calibration systems and methods for gyroscopes
US10502585B2 (en) 2014-10-23 2019-12-10 The Boeing Company Gyro rate computation for an interferometric fiber optic gyro
TWI564571B (zh) * 2014-11-14 2017-01-01 Mpi Corp Cantilever high frequency probe card

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017137002A3 (ru) 2020-12-16
US20180202834A1 (en) 2018-07-19
RU2751990C2 (ru) 2021-07-21
US10466067B2 (en) 2019-11-05
JP7010656B2 (ja) 2022-01-26
BR102017024960A2 (pt) 2018-08-07
US10969242B2 (en) 2021-04-06
JP2018128442A (ja) 2018-08-16
EP3351900A1 (en) 2018-07-25
US20200018619A1 (en) 2020-01-16
CN108332774B (zh) 2023-09-05
BR102017024960A8 (pt) 2022-09-27
CN108332774A (zh) 2018-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2400707C1 (ru) Способ калибровки масштабного коэффициента осесимметричного вибрационного гиродатчика угловой скорости
RU2390728C1 (ru) Способ настройки инерциальной навигационной системы с осесимметричным вибрационным датчиком и соответствующая инерциальная навигационная система
RU2509981C2 (ru) Калибровка гироскопических систем с вибрационными гироскопами
JP2012233887A (ja) 温度で変化するバイアスを低減するためのｍｅｍｓ姿勢制御装置の調整
JPH02266221A (ja) 自立航法装置に用いる角速度センサの較正装置
US20210172738A1 (en) Driving circuit, method for driving a mems gyroscope and a corresponding mems gyroscope
RU2017137002A (ru) Система и способ вычисления угловой скорости кориолисова вибрационного гироскопа
RU2011126346A (ru) Калибровка вибрационного гироскопа
CN102227608B (zh) 使用振动陀螺仪的陀螺仪测量方法
NO20053722D0 (no) Fremgangsmate for a bestemme nullpunktfeil i et vibrasjonsgyroskope
CN113155114A (zh) Mems惯性测量单元陀螺零位的温度补偿方法及装置
JP2018028473A5 (ru)
JP2018028473A (ja) 回路装置、物理量検出装置、電子機器及び移動体
CN101144719A (zh) 陀螺的虚拟实现方法
Kim et al. Drift error analysis caused by RLG dither axis bending
US10365102B1 (en) Inertial wave angle gyroscope
JP2002333321A (ja) 角速度検出方法及び装置、角度検出方法及び装置、ナビゲーションシステム及びコンピュータプログラム
CN105783901B (zh) 控制哥氏振动陀螺仪再分配以用于性能改善的方法
JP2975262B2 (ja) 振動ジャイロ検出回路
JPWO2011121789A1 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、および記録媒体
RU2787651C1 (ru) Способ определения дрейфа гиростабилизированной платформы, вызываемого крутильными колебаниями основания прибора
RU2741564C2 (ru) Способ коррекции ошибок интегральных навигационных систем
JP2016211954A (ja) 情報処理装置、歩幅算出方法及びプログラム
RU2577369C1 (ru) Способ настройки фазы опорного сигнала демодулятора выходного тракта микромеханического гироскопа
RU2282199C1 (ru) Бесплатформенная система ориентации