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申请/专利权人：北京航天发射技术研究所

摘要：本发明提供了一种力矩平衡寻北控制方法，该方法包括步骤1，架设寻北仪并输入所在纬度参数，标定陀螺摆的偏北夹角与力矩器控制电流的力矩系数；步骤2，将陀螺摆摆动轨迹中心偏转至跟踪装置参考零刻度位置；步骤3，利用阻尼跟踪方法将陀螺摆快速收敛至北向附近；步骤4，利用力矩器将陀螺摆稳定至悬带扭力零位，确定力矩器控制电流；步骤5，根据力矩系数和力矩器控制电流解算真北方向基准信息。本发明预先标定了力矩系数，并可以实现陀螺摆的快速阻尼制动，且无需持续测量完整积分周期，在保证寻北仪定向精度的同时缩短了寻北仪定向测量时间，且由于陀螺摆一直处于力矩收敛状态，提高了寻北仪抗干扰的性能。

主权项：1.一种力矩平衡寻北控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，步骤1，架设寻北仪并输入所在纬度参数，标定陀螺摆的偏北夹角与力矩器控制电流的力矩系数；步骤2，将陀螺摆摆动轨迹中心偏转至跟踪装置参考零刻度位置；步骤3，利用阻尼跟踪方法将陀螺摆快速收敛至北向附近；步骤4，利用力矩器将陀螺摆稳定至悬带扭力零位，确定力矩器控制电流；步骤5，根据力矩系数和力矩器控制电流解算真北方向基准信息；在步骤3中，所述阻尼跟踪方法为：下放陀螺摆后，启动陀螺摆的陀螺马达，利用光电传感器将陀螺摆相对跟踪装置参考零刻度的第一位置信号转换为第一位置电压信号；将第一位置电压信号叠加至陀螺摆的伺服电机测速码盘的速度反馈信号中；将速度反馈信号经过相位校正后输入至力矩器的阻尼线圈中；在步骤4中包括:当陀螺摆收敛至北向附近后，将力矩器切换至加矩平衡回路；利用光电传感器测量陀螺摆相对跟踪装置参考零刻度的第二位置信号换为第二位置电压信号；将第二位置电压信号经过滤波放大后反馈至力矩器，通过力矩器向陀螺摆的Z轴方向施加力矩，使陀螺摆快速稳定至悬带扭力零位；在步骤4中还包括：当陀螺摆的摆动角度收敛至第一阈值后，记录力矩器的控制电流；在步骤4中，通过力矩器向陀螺摆的Z轴方施加力矩后，陀螺摆从原平衡位置稳定在偏离悬带零点α-ψ的新平衡位置处，此时陀螺摆的平衡状态表示为：Mc+α-ψDα＝ψDk；式中，Mc表示力矩器向陀螺摆Z轴方向施加的力矩；α表示悬带扭力零位与真北之间的夹角；ψ表示陀螺摆的偏北夹角，Dα表示悬带的扭力矩系数，Dk表示陀螺摆指北力矩系数；陀螺摆指北力矩系数Dk通过下式计算得出， 式中Hr表示陀螺摆的角动量，ωe表示地球自转角速度，表示寻北仪的架设纬度；力矩器向陀螺摆Z轴方向施加的力矩Mc通过下式计算得出，Mc＝2BWLr·I；式中：B表示气隙的磁感应强度；r表示线圈的工作半径；W表示线圈匝数；L表示线圈在工作区的有效长度；I表示力矩器控制电流。

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