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[应用]MEMS陀螺仪在吊舱稳定系统中的应用 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主   发表于: 2016-03-22
MEMS陀螺仪在吊舱稳定系统中的应用
    
  飞机要在空中完成对目标的探测和跟踪任务,需要一个机载的平台和搭载一个在该平台上有探测设备组成的集成系统,在硬件表现形式上称之为“吊舱”,广泛应用于运动飞机火力控制系统、光电侦查系统中。根据内置设备的功能,机载吊舱可以分为导航吊舱、瞄准吊舱、红外测量吊舱、电子干扰吊舱及电子情报吊舱等。
  机载光电吊舱近10年来在国外发展很快,特别是在侦察告警、目标指示、控制瞄准和导航跟踪等方面得到广泛地重视。目前机载吊舱除用于武装侦察直升机、无人侦察机外,还可用于目标特性测量、光电制导W-U-Q-I模拟等方面,在电力巡线、海上缉私、环保监测等民用方面也有广泛的应用。
  为了实现在机载环境下迅速捕获、跟踪、瞄准运动的目标,这就必须建立陀螺稳定系统。吊舱陀螺稳定系统的作用就是快速而准确地跟踪目标,隔离载体的摇摆。
  吊舱陀螺稳定系统通常采用双轴陀螺稳定平台方案,结构示意如图2。其中主体仪器是两轴支撑的常平架结构,内环(俯仰环)用于安装光电载荷,外环(方位环)垂直安装在基座上。两环的转动轴正交,外环可作360°连续转动。两环上分别安装一只单自由度陀螺仪,通过锁定回路构成速率陀螺,用以测量两环轴的转动角速度。光电载荷安装在稳定平台上,通过陀螺稳定平台隔离载机的振动,获得相对惯性空间稳定的平台空间,并且在控制指令的驱动下,实现光电载荷对目标的搜索、捕获、跟踪和定位。因此机载陀螺稳定平台实现两大功能:一是空间稳定,二是能够跟踪目标。
  MEMS(mi-cro-electro-mechanicalsystem)技术是近年来发展起来的一项新兴技术,它将微型机械技术和微电子技术相结合,产生了以微型化、集成化和电子化为主要特征的微机电系统。MEMS陀螺就是一种典型的微机电系统,与传统的机械,激光以及光纤陀螺相比,MEMS陀螺因其体积小、质量轻、功耗小、成本低、瞬间启动及抗冲击力强等特点,特别适合新型吊舱稳定平台的使用。
  作为伺服稳定跟踪系统的速度环敏感器件,MEMS陀螺感受载体在惯性空间的扰动量,并输出与角速度成比例的电压信号,通过控制器输出驱动电机对框架施加一个与扰动力矩大小相等、方向相反的平衡力矩,使系统隔离载体在惯性空间的扰动。同时,速度环反馈控制能够提高系统位置环响应的频带,增加位置环响应的快速性,从而实现光电探测器或成像系统的稳定和快速跟踪。为使MEMS陀螺获得更好的应用,通过采用对陀螺进行温度补偿、噪声抑制、信号滤波等系统控制技术,可以使采用MEMS陀螺作为速度反馈器件的光电稳定跟踪平台获得更高精度。
离线hfj88430129

只看该作者 沙发   发表于: 2016-09-14
谢谢分享
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