一种全数字控制平台式惯性导航系统

摘要

一种全数字控制平台式惯性导航系统，包括系统箱体、控制系统、支承框架和惯性测量组合，其中控制系统又包括嵌入式计算机、电机驱动电路、接口电路和外部通讯接口；支承框架又包括外支承框架和内支承框架，惯性测量组合又包括正交安装的三个光纤陀螺、三个石英加速度计和接口电路；本发明使用高精度速率型光纤陀螺仪代替传统积分式陀螺仪进行平台框架系统稳定控制，使用全数字电路进行平台内部控制与导航解算。本发明实现高精度控制的前提下有效简化了电气系统复杂性，减小了系统体积，降低了成本，提高了控制精度。

主权项

一种全数字控制平台式惯性导航系统，其特征在于包括：系统箱体(1)、控制系统(2)、支承框架(3)和惯性测量组合(4)，其中控制系统(2)又包括嵌入式计算机(21)、电机驱动电路(22)和接口电路(23)；支承框架(3)又包括外支承框架(31)和内支承框架(32)，惯性测量组合(4)又包括正交安装的三个光纤陀螺(41)、三个石英加速度计(42)；所述系统箱体(1)为平台系统提供安装基础，通过电缆网络连接系统其他部分；所述支承框架(3)为平台系统的惯性测量组合提供支承，外支承框架(31)通过轴承安装在系统箱体(1)内，正向轴承一端安装力矩电机(311)用于外支承框架(31)转动，负向轴承一端安装框架角传感器(312)用于外支承框架(31)转动的测量，内支承框架(32)通过轴承安装在外支承框架(31)上，与外支承框架轴正交，正向轴承一端安装力矩电机(321)用于内支承框架(32)转动，负向轴承一端安装框架角传感器(322)用于内支承框架(31)转动的测量；所述惯性测量组合(4)通过轴承安装在内支承框架(32)上，惯性测量组合(4)轴与外支承框架轴、内支承框架轴正交构成右手直角坐标系，正向轴承一端安装力矩电机(41)，负向轴承一端安装框架角传感器(42)；惯性测量组合(4)的测量轴在初始位置与各框架轴重合，惯性测量组合(4)将光纤陀螺仪(41)测量的相对于惯性空间的角速度以及框架角传感器(312)、(322)和(42)测量的姿态信息发送到控制系统(2)；控制系统(2)通过接口电路(23)接收惯性测量组合(4)发送的角速度和姿态信息，并利用嵌入式计算机(21)进行角速度坐标分解，并生成数字控制量，电机驱动电路(22)利用该数字控制量驱动三个力矩电机(311)、(321)和(41)转动，使得平台系统的姿态稳定在指定空间坐标系内，同时利用石英加速度计(42)的加速度输出进行平台系统导航计算。