陀螺儀標定方案

1、陀螺儀標定 一、陀螺儀模型 二、標定原理 分別標定陀螺儀XYZ三軸的誤差。標定一個軸時，使轉(zhuǎn)臺繞待標定的軸以一定角速率旋轉(zhuǎn)，其余兩軸不動，改變角速率的值，得到10組不同角速率下陀螺儀的三軸輸出值。將陀螺儀輸出值和轉(zhuǎn)臺輸入值代入陀螺儀模型中，用最小二乘法求解誤差系數(shù)矩陣。三、標定過程將慣性器件安裝在三軸轉(zhuǎn)臺內(nèi)環(huán)框架上，使陀螺X、Y、Z軸分別與三軸轉(zhuǎn)臺的內(nèi)框、中框、外框同軸。X軸標定： 1、設置轉(zhuǎn)臺運動方式為速率方式，先將轉(zhuǎn)臺歸0，接通電源，預熱10min。 2、轉(zhuǎn)臺內(nèi)框轉(zhuǎn)動軸按照表格中第一個速率正轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后同時采集陀螺儀3個敏感軸角速率輸出值，取采樣頻率為100Hz，每種速率模式采樣1mi

2、n。采集完成后轉(zhuǎn)臺停轉(zhuǎn)。然后轉(zhuǎn)臺反轉(zhuǎn)，再采集陀螺儀輸出值，采集完成后停轉(zhuǎn)。10種速率全部采集完后，將轉(zhuǎn)臺歸0。 表1. X軸標定時3個敏感軸輸出速率°/sX速率值Y速率值Z速率值10-1040-40100-100160-160200-200Y軸標定：轉(zhuǎn)臺中框轉(zhuǎn)動軸按照表格中第一個速率正轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后同時采集陀螺儀3個敏感軸角速率輸出值，取采樣頻率為100Hz，每種速率模式采樣1min。采集完成后轉(zhuǎn)臺停轉(zhuǎn)。然后轉(zhuǎn)臺反轉(zhuǎn)，再采集陀螺儀輸出值，采集完成后停轉(zhuǎn)。10種速率全部采集完后，將轉(zhuǎn)臺歸0。 表2. Y軸標定時3個敏感軸輸出速率°/sX速率值Y速率值Z速率值20-2050-

3、50100-100150-150200-200Z軸標定：轉(zhuǎn)臺外框轉(zhuǎn)動軸按照表格中第一個速率正轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后同時采集陀螺儀3個敏感軸角速率輸出值，取采樣頻率為100Hz，每種速率模式采樣1min。采集完成后轉(zhuǎn)臺停轉(zhuǎn)。然后轉(zhuǎn)臺反轉(zhuǎn)，再采集陀螺儀輸出值，采集完成后停轉(zhuǎn)。10種速率全部采集完后，將轉(zhuǎn)臺歸0。 表3. Z軸標定時3個敏感軸輸出速率°/sX速率值Y速率值Z速率值10-1040-40100-100160-160200-200四、數(shù)據(jù)處理忽略轉(zhuǎn)臺的起始和停止階段，求得在某輸入角速率下陀螺儀輸出的平均值作為該輸入角速率下的陀螺輸出值填入表1、2、3中。以X軸為例，將表1中10種模式下

4、的轉(zhuǎn)臺輸入值和陀螺儀輸出值帶入數(shù)學模型式（1）中，分別得到關于Kxx，Kxy， Kxz，Wx0的10個方程，寫成矩陣形式如下 Wx1Wx2Wx10=p1q1r11p2q2r21p10q10 r101·kxxkxykxzwx0 其中Wx為陀螺儀X軸10種速率模式下的輸出值，p、q、r 為轉(zhuǎn)臺輸入值。 將上式寫為：W=R*K 由最小二乘法公式：K=（RTR）-1RTW擬合求解出X軸標度因數(shù)kxx、兩個安裝誤差耦合系數(shù)kxy、kxz和零位誤差wx0。 同理，按X軸標定系數(shù)的處理方法，得出Y、Z軸的誤差系數(shù)矩陣。五、標定結果最后得出誤差模型如下：WxWyWz=0.9985-0.01131.00365.7848*10-40.00494.5198*10-41.0019·xyz+-0.8297對上述模型等價變換后求逆得：xyz=