仪器仪表学报

作者：王龙，李亮，盛安冬，朱志刚，任墨璇

单位：王龙,1.南京理工大学自动化学院南京210094； 2.北京航天控制仪器研究所北京100854,415920709@qq.com,李亮,北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191,,盛安冬,南京理工大学自动化学院南京210094,,朱志刚,北京航天控制仪器研究所北京100854,zilan862@sina.com,任墨璇,北京航天控制仪器研究所北京100854,

关键词：摆式积分陀螺加速度计;磁悬浮;位置;横向加速度;浮子;径向

摆式积分陀螺加速度计作为单轴敏感加速度计，安装于惯性导航系统，一般使用情况下它敏感输入轴方向的视加速度，同时会受到垂直于输入轴方向的横向加速度的作用。针对摆式积分陀螺加速度计受到横向加速度作用时产生浮子绕输入轴进动周期性摆动幅度大，从而影响仪表精度的问题，进行了浮子受力分析，建立了横向加速度和敏感加速度同时作用下的浮子径向动力学方程。在磁悬浮纯比例控制方法的基础上提出了一种磁悬浮比例积分控制方法，由此提供更大磁悬浮支撑刚度来克服摆力矩和消除静态误差，实现抑制浮子摆动幅度。对两种控制方法下的浮子径向运动进行了Simulink仿真与对比，当横向加速度0.866g和敏感加速度0.5g同时作用时，浮子径向磁悬浮位置进动周期性波动±0.62μm减小到±0.24μm；当横向加速度3g和敏感加速度1g同时作用时，浮子径向磁悬浮位置进动周期性波动±2.2μm减小到±0.74μm。通过摆式积分陀螺加速度计开展离心试验进行对比，当横向加速度3.15g和敏感加速度0.313g时，浮子径向磁悬浮位置进动周期性波动±2μm减小到±0.5μm，当横向加速度和敏感加速度同时变化时，浮子径向磁悬浮位置进动周期性波动减小50%左右。结果表明磁悬浮比例积分控制方法比磁悬浮纯比例控制方法能够大幅抑制浮子径向摆动，摆动幅度缩小50%及以上。该方法具有实用的工程意义，可以提升摆式积分陀螺加速度计受到横向加速度作用时的仪表测量精度。

来源：2025年第5期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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