恭喜四川图林科技有限责任公司李永德获国家专利权
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龙图腾网恭喜四川图林科技有限责任公司申请的专利一种用于减小半球谐振陀螺振动耦合的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119860755B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510353336.4,技术领域涉及:G01C19/5691;该发明授权一种用于减小半球谐振陀螺振动耦合的方法是由李永德设计研发完成,并于2025-03-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于减小半球谐振陀螺振动耦合的方法在说明书摘要公布了:本发明涉及半球谐振陀螺技术领域,尤其涉及一种用于减小半球谐振陀螺振动耦合的方法,旨在解决HRG在面对复杂、多频混合的振动环境时往往难以实现精确的振动抑制。包括:步骤1、评估外部振动环境的频率范围、振幅以及方向性;步骤2、安装隔振模块减小外部振动的传递;步骤2、分析半球谐振陀螺外部的振动特性;步骤3、基于半球谐振陀螺的振动特性生成补偿信号,并通过补偿系统实时补偿半球谐振陀螺的振动信号;步骤4、调试与优化振动隔离和补偿系统。采用隔振和主动补偿的方法,对外部振动和内部结构耦合振动控制,减少振动耦合对半球谐振陀螺的干扰,提升半球谐振陀螺的性能,满足高精度导航及复杂环境中的使用需求。
本发明授权一种用于减小半球谐振陀螺振动耦合的方法在权利要求书中公布了:1.一种用于减小半球谐振陀螺振动耦合的方法,其特征在于,包括: 步骤1、在待测对象和所述半球谐振陀螺之间安装振动隔振模块; 步骤2、采集并分析半球谐振陀螺的外部振动特性,使用压电陶瓷片(4)采集外部环境的振动信号,提取主振动频率fpeak,主振动频率为频谱中能量最大的频率分量; 步骤3、基于半球谐振陀螺的振动特性生成补偿信号,并通过补偿系统实时补偿半球谐振陀螺的振动信号; 步骤4、调试优化补偿系统; 其中,所述半球谐振陀螺包括壳体(11)、谐振子、连接柱(12)和基座(13),所述隔振模块包括若干支撑框架(2)和若干隔振件(3),若干所述隔振件(3)环形阵列设置在所述支撑框架(2)的底面,所述支撑框架(2)位于所述基座(13)的底面,所述隔振件(3)和所述支撑框架(2)能够减少待测对象传递至所述半球谐振陀螺的振动,所述基座(13)上还设置有信号采集模块和数据处理单元模块,所述补偿系统用于减小外部振动传递,并补偿内部振动耦合; 所述基座(13)的顶面向下贯穿有通孔,位于所述基座(13)底面的支撑框架(2)上连接有支架,所述支架穿设通孔位于所述壳体(11)内,所述支架远离基座(13)的一端连接有支撑环(5),所述连接柱(12)位于支撑环(5)内,所述支撑环(5)上设置有环状的弹性支撑体(6),所述弹性支撑体(6)套设在连接柱(12)的外周壁上; 所述隔振件(3)包括弹性外层和弹性内层,所述压电陶瓷片(4)设置在弹性外层和弹性内层之间,所述支撑环(5)上设置有电磁线圈,所述电磁线圈环绕弹性支撑体(6)设置,所述弹性支撑体(6)内设置有磁性颗粒; 所述步骤3包括: 步骤31、与补偿系统特性匹配分析,并生成补偿信号; 步骤311、比较步骤2提取的主振动频率fpeak与补偿系统的固有频率fHRG: 在fpeak和fHRG的差值的绝对值小于预设阈值的情况下,增加生成的补偿信号强度; 在fpeak和fHRG的差值的绝对值大于预设阈值的情况下,减少生成的补偿信号强度; 步骤312、确认补偿目标,通过控制压电陶瓷片(4)和弹性支撑体(6)对壳体(11)内的振动进行主动控制,并减小外部振动对壳体(11)的传递; 步骤313、外部振动补偿信号,利用负反馈控制原理生成反向补偿信号,驱动压电陶瓷片(4)进行主动补偿,补偿信号的公式为: , 其中,ut为补偿信号,at为振动信号,K为反馈增益; 步骤314、内部振动补偿信号,控制电磁线圈的磁场强度,对弹性支撑体(6)施加动态调节信号,改变刚度和阻尼,磁场强度的控制信号为: , 其中,H(t)为磁场强度信号,H0为磁场基值,∆H为动态磁场调节量; 步骤315、补偿控制算法,基于PID控制算法优化补偿信号: , 其中,et为误差信号,表示当前振动信号与补偿目标的误差,Kp、Ki、Kd分别为比例、积分、微分增益参数; 步骤32、执行补偿信号; 步骤321、压电陶瓷片(4)的补偿执行,将补偿信号ut转换为驱动电压,通过驱动电路施加到压电陶瓷片(4)上,压电陶瓷片(4)受驱动后产生反向应力,与壳体(11)和基座(13)的振动形成抵消效应; 步骤322、弹性支撑体(6)的补偿执行,补偿信号u(t)控制电磁线圈的电流大小,动态调节磁流变弹性体的刚度和阻尼,改变内部连接柱(12)的振动频率和振幅,降低振动能量的传递; 步骤33、压电陶瓷片(4)和弹性支撑体(6)协同工作,压电陶瓷片(4)主动补偿外部振动,弹性支撑体(6)动态调节内部连接柱(12)的振动,压电陶瓷片(4)和弹性支撑体(6)互为补充,共同对振动耦合进行抑制。
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