JP2770076B2 - Late bias device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明はリングレーザジャイロ装置におけるロックイ
ン現象を避けるためのレイトバイアス装置に関する。The present invention relates to a late bias device for avoiding a lock-in phenomenon in a ring laser gyro device.
b. 従来の技術 リングレーザジャイロでは光路の中を右回りに回る光
と左回りに回る光のビートを求め、このビート周波数を
カウンタで計測することにより回転角速度を求める。b. Conventional technology The ring laser gyro determines the beats of clockwise and counterclockwise light in the optical path, and measures the beat frequency with a counter to determine the rotational angular velocity.
しかしながら回転が地球の自転角速度程度になると左
右両光間の発振周波数の差が小さくなり、その結果、い
わゆる引き込み現象により周波数差がなくなるロックイ
ン現象が発生する。すなわち低角速度領域において角速
度を検出することができなくなる。However, when the rotation reaches the rotation angular velocity of the earth, the difference in the oscillation frequency between the left and right lights becomes small, and as a result, a lock-in phenomenon occurs in which the frequency difference disappears due to a so-called pull-in phenomenon. That is, the angular velocity cannot be detected in the low angular velocity region.
これを防ぐ装置の一つとしてレイトバイアス装置があ
る。One of the devices for preventing this is a late bias device.
これは、慣性航法装置等において使用されるジャイロ
と加速度計からなるセンサモジュールを各ジャイロに均
等に角速度が加わるような軸まわりに回転させることに
より、ロックイン現象の生じない角速度領域でレーザジ
ャイロを使用するようにしたものである。This is because a laser gyro is used in an angular velocity region where lock-in phenomenon does not occur by rotating a sensor module consisting of a gyro and an accelerometer used in an inertial navigation system etc. around an axis where angular velocity is equally applied to each gyro. It is intended to be used.
第６図は従来技術によるレイトバイアス装置を備える
リングレーザジャイロ装置の主要部の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a main part of a ring laser gyro device provided with a late bias device according to the prior art.
入力軸1a,2a,3aをそれぞれ有するリングレーザジャイ
ロ1,2,3と直交３軸の入力軸を有する加速度計４は回転
ブロック５に固定され、回転ブロック５の回転軸６は両
端のベアリング７を介して枠体８に回転可能に固定され
ている。回転ブロック５が回転軸６のまわりで回転する
と均等に角速度が加わるように各リングレーザジャイロ
1,2,3は回転ブロック５に配置されている。なお回転軸
は雪路を通すために中空構造となっている。Ring laser gyros 1, 2, 3 having input shafts 1a, 2a, 3a, respectively, and an accelerometer 4 having three orthogonal input shafts are fixed to a rotating block 5, and a rotating shaft 6 of the rotating block 5 has bearings 7 at both ends. And is rotatably fixed to the frame 8 via the. Each ring laser gyro is provided so that when the rotating block 5 rotates around the rotating shaft 6, the angular velocity is evenly applied.
1, 2 and 3 are arranged on the rotating block 5. The rotating shaft has a hollow structure for passing through a snowy road.
回転ブロックの回転軸６のまわりの回転角度は角度検
出器９で検出され、回転角度命令発信器10からの指令信
号との差が減算器11において求められ、減算器11の出力
信号はサーボ増幅器12で増幅され、その出力信号はトル
クモータ13に送られる。トルクモータ13はその入力電流
に比例したトルクを回転ブロック５の回転軸６に与え
る。この結果、回転ブロック５は回転角度命令発信器10
の指令信号に応じて回転する。The rotation angle of the rotation block around the rotation axis 6 is detected by an angle detector 9, the difference from the command signal from the rotation angle command transmitter 10 is obtained by a subtractor 11, and the output signal of the subtractor 11 is a servo amplifier. The output signal is amplified by 12 and sent to the torque motor 13. The torque motor 13 gives a torque proportional to the input current to the rotating shaft 6 of the rotating block 5. As a result, the rotation block 5 is rotated by the rotation angle command transmitter 10.
It rotates according to the command signal.
リングレーザジャイロ1,2,3および、加速度計４の出
力信号は回転軸６の中空部およびスリップリングを経由
して外部に取出される。The output signals of the ring laser gyros 1, 2, 3 and the accelerometer 4 are taken out via the hollow portion of the rotating shaft 6 and the slip ring.
第７図は第６図の装置のブロックダイヤグラムであ
る。FIG. 7 is a block diagram of the apparatus of FIG.
第６図の回転ブロック５に取付けられた３個のリング
レーザジャイロRLG1,RLG2,RLG3からの角速度信号は、回
転ブロック５へのリングレーザジャイロの固定取付角の
影響が固定取付角補整変換部FIXAで補正され、さらに方
向余弦演算部COSIに送られる。方向余弦演算部COSIで
は、回転ブロック５の座標軸と地球の座標の間の方向余
弦を計算する。なお、回転ブロック５の座標軸の１軸は
回転軸６に一致し、他の２軸はこの軸に直交しかつ互い
に直交する。地球の座標軸とは航行体の位置する地点に
おける南北軸、東西軸および鉛直軸である。The angular velocity signals from the three ring laser gyros RLG1, RLG2, and RLG3 attached to the rotary block 5 in FIG. 6 are based on the effect of the fixed mounting angle of the ring laser gyro on the rotary block 5, and the fixed mounting angle correction conversion unit FIXA. And sent to the direction cosine calculation unit COSI. The direction cosine calculation unit COSI calculates the direction cosine between the coordinate axis of the rotating block 5 and the coordinates of the earth. Note that one axis of the coordinate axes of the rotating block 5 coincides with the rotating axis 6, and the other two axes are orthogonal to this axis and orthogonal to each other. The earth's coordinate axes are the north-south axis, the east-west axis, and the vertical axis at the point where the vehicle is located.
リングレーザジャイロは慣性空間に対する角速度を検
出する。しかし艦船等の航行体は地球の緯度、経度等の
位置情報が必要であるので、慣性空間に対する地球の運
動を補正項または修正項として入力する必要がある。The ring laser gyro detects an angular velocity with respect to inertial space. However, since a navigating body such as a ship needs positional information such as the latitude and longitude of the earth, it is necessary to input the motion of the earth with respect to the inertial space as a correction term or a correction term.
このため方向余弦演算部COSIにおいて求められた方向
余弦信号と、加速度計ACSからの加速度信号に基づい
て、第１の座標変換部C001において加速度信号を地球座
標に対する例えば南北方向、東西方向、鉛直方向の加速
度成分に変換する。For this reason, based on the direction cosine signal obtained in the direction cosine calculation unit COSI and the acceleration signal from the accelerometer ACS, the first coordinate conversion unit C001 converts the acceleration signal with respect to the earth coordinates, for example, north-south direction, east-west direction, and vertical direction. To the acceleration component of
この地球座標に対する加速度成分は、速度演算部VCAL
においてコリオリ修正および積分演算されて速度信号に
変換され、速度信号Ｖとして出力されるとともに位置演
算部PCALに送られる。The acceleration component for this earth coordinate is calculated by the speed calculation unit VCAL
Is subjected to Coriolis correction and integration calculation, converted into a speed signal, output as a speed signal V, and sent to the position calculation unit PCAL.
位置演算部PCALにおいて、地球が回転楕円体であるこ
との楕円修正および積分演算が行われ、緯度、経度が求
められ、位置信号Ｐとして出力される。これらの速度信
号と位置信号は自転修正およびダンピング演算部ROTDに
送られる。In the position calculation unit PCAL, the ellipse correction and the integration calculation that the earth is a spheroid are performed, the latitude and longitude are obtained, and are output as the position signal P. These speed signal and position signal are sent to the rotation correction and damping calculation unit ROTD.
自転修正およびダンピング演算部ROTDには速度計VSか
らの信号に基づいて速度成分を求める速度成分演算部VC
OMからの速度成分信号も送られ、速度と位置について自
転修正等が行われる。The rotation correction and damping calculation unit ROTD includes a speed component calculation unit VC that obtains a speed component based on a signal from the speedometer VS.
The speed component signal from the OM is also sent, and rotation correction and the like are performed on the speed and the position.
自転修正およびダンピング演算部ROTDの出力は補正信
号演算部C002に送られ慣性空間に対する地球の座標軸
（航行体の位置する地点における南北軸、東西軸、鉛直
軸）が求められ、このデータは方向余弦演算部COSIに送
られる。The output of the rotation correction and damping calculation unit ROTD is sent to the correction signal calculation unit C002, and the coordinate axes of the earth with respect to the inertial space (north-south axis, east-west axis, vertical axis at the point where the vehicle is located) are obtained. It is sent to the arithmetic unit COSI.
方向余弦演算部COSIで求められた方向余弦信号は第１
の座標変換演算部C001で送られるとともに、ジンバル角
修正演算部GIMBに送られる。The direction cosine signal obtained by the direction cosine operation unit COSI is the first cosine signal.
Is sent to the gimbal angle correction calculation unit GIMB.
ジンバル角修正演算部GIMBには、第６図の角度検出器
９の出力が送られ、枠体８の座標軸と地球の座標軸との
間の方向余弦が求められる。さらにこれに基づいて航行
体の方位角A2、ロール角R0、ピッチ角Piが姿勢角制御部
POSTで求められる。方位角A2は速度成分演算部VCOMに送
られ速度成分の計算に用いられる。The output of the angle detector 9 shown in FIG. 6 is sent to the gimbal angle correction operation unit GIMB, and the direction cosine between the coordinate axis of the frame 8 and the coordinate axis of the earth is obtained. Further, based on this, the azimuth angle A 2 , roll angle R 0 , and pitch angle Pi of the navigating body are determined by the attitude angle control unit.
Asked by POST. Azimuth A 2 is used to compute the velocity component is sent to the velocity component calculating unit VCOM.
c. 発明が解決しようとする課題 従来技術によるレイトバイアス装置においては、回転
角度発信器10からの指令信号として、トルクモータ13を
常に一定方向に回転させておく方式と、ある時間間隔で
回転方向を逆転させる方式がある。c. Problems to be Solved by the Invention In the late bias device according to the prior art, as a command signal from the rotation angle transmitter 10, a method in which the torque motor 13 is always rotated in a fixed direction, and a method in which the rotation direction is There is a method to reverse.
前者の方式においては、各リングレーザジャイロ1,2,
3は常に一方向に回転しているので、ジャイロにスケー
ルファクタ誤差が存在する場合には誤差が累積するとい
う欠点がある。例えば毎秒50゜で回転している場合に、
回転軸まわりの等価的ジャイロスケールファクタ誤差が
1ppmあるとすると、１時間について、50゜×１×10-6×
3600のドリフトレイト誤差に相等する誤差を生じる。In the former method, each ring laser gyro 1, 2,
Since 3 is always rotating in one direction, there is a disadvantage that if a gyro has a scale factor error, the error accumulates. For example, if you are rotating at 50 ° per second,
The equivalent gyro scale factor error around the rotation axis is
Assuming that there is 1 ppm, 50 ゜ x 1 x 10-6 x 1 hour
An error equal to the drift rate error of 3600 occurs.
後者の方式においては、各リングレーザジャイロ1,2,
3の回転方向が逆転するのでスケールファクタ誤差の累
積は防ぐことができるが、回転方向が反転する時に必ず
ロックイン現象の生じる低角速度領域を通過しなければ
ならない。それによる悪影響を最小にとどめるには、短
時間に反転動作を終了させなければならない。このため
には、反転時に大きいトルクを加える必要がある。した
がってモータによって反転動作を行わせる場合には、大
きなモータと大電流を必要とする。In the latter method, each ring laser gyro 1, 2,
Since the rotation direction of 3 is reversed, accumulation of scale factor errors can be prevented, but when the rotation direction is reversed, it must pass through a low angular velocity region where a lock-in phenomenon occurs. The inversion operation must be completed in a short time in order to minimize the adverse effect. For this purpose, it is necessary to apply a large torque at the time of reversal. Therefore, when a reversing operation is performed by a motor, a large motor and a large current are required.
本発明はロックイン現象の生じる低角速度領域外で常
に動作させ、しかもスケールファクタ誤差の累積が生じ
ず、かつ航行体の運動によるセンサ誤差を最小限にとど
めるレイトバイアス装置を提案することを課題とする。It is an object of the present invention to propose a late bias device which always operates outside a low angular velocity region where a lock-in phenomenon occurs, does not cause accumulation of scale factor errors, and minimizes sensor errors due to movement of a navigation body. I do.
d. 課題を解決するための手段 上記課題は、従来技術によるレイトバイアス装置の枠
体８自体を回転ブロック５の回転軸６である第１の回転
軸と直交する第２の回転軸で支え、回転軸６のまわりで
は地球の座標系に対して一定方向に一定角速度で回転さ
せ、第２の回転軸のまわりでは地球の座標系に対して一
定角速度で回転させ周期的に回転方向を反転させ、第２
の回転軸のまわりの反転周期を回転軸６のまわりの回転
周期の整数倍とすることにより解決された。d. Means for Solving the Problems The above problems are achieved by supporting the frame 8 itself of the late bias device according to the prior art with a second rotating shaft orthogonal to the first rotating shaft which is the rotating shaft 6 of the rotating block 5, It is rotated at a constant angular velocity in a fixed direction with respect to the earth's coordinate system around the rotation axis 6, and is rotated at a constant angular velocity with respect to the earth's coordinate system around the second rotation axis to periodically reverse the rotation direction. , Second
The problem was solved by making the reversal period around the rotation axis of (1) an integral multiple of the rotation period around the rotation axis 6.
さらに具体的に述べると、リングレーザジャイロが固
定された回転ブロックと、回転ブロックを回転可能に支
える回転枠体と、回転枠体を回転ブロックの回転軸と垂
直でかつ回転ブロックの回転軸に交わる第２の回転軸の
まわりで回転可能に支える固定枠体とからなり、固定枠
体を航行体に固定し、固定枠体に対して回転枠体を地球
の座標系に対して一定角速度で回転させ、周期的に反転
させ、回転枠体に対して回転ブロックを地球の座標系に
対して一定方向に一定角速度で回転させ、かつ第２の回
転軸の反転周期を回転ブロックの回転軸の回転周期の整
数倍としたことを特徴とするレイトバイアス装置によっ
て解決された。More specifically, the rotating block to which the ring laser gyro is fixed, the rotating frame that rotatably supports the rotating block, and the rotating frame that is perpendicular to the rotation axis of the rotation block and intersects the rotation axis of the rotation block A fixed frame rotatably supported about a second rotation axis, the fixed frame being fixed to the navigation body, and rotating the rotating frame at a constant angular velocity with respect to the earth coordinate system with respect to the fixed frame. Rotating the rotating block relative to the rotating frame at a constant angular velocity in a fixed direction with respect to the earth's coordinate system, and changing the reversing cycle of the second rotating axis to the rotating axis of the rotating block. This problem has been solved by a late bias device characterized in that it is an integral multiple of the period.
d. 作用 リングレーザジャイロは回転ブロックの回転軸のまわ
りでは常に一定方向で回転しているので、ロックイン現
象の生じる低角速度領域で動作することがない。d. Function Since the ring laser gyro is always rotating in a fixed direction around the rotation axis of the rotating block, it does not operate in the low angular velocity region where the lock-in phenomenon occurs.
回転ブロックの回転軸と第２の回転軸は互いに垂直で
かつ交わるので、両回転軸のまわりの角速度はベクトル
として合成される。この結果、第２の回転軸のまわりの
回転によって、慣性系に対する回転ブロックの回転軸の
方向が連続的に変化し、周期的に反転する。したがって
スケールファクタの誤差の累積による誤差は生じない。
さらに回転ブロックと回転枠体が地球の座標系に対して
一定角速度で回転するので、航行体の運動によるセンサ
誤差を最小限にとどめることができる。Since the rotation axis of the rotation block and the second rotation axis are perpendicular and intersect each other, the angular velocities around both rotation axes are combined as a vector. As a result, due to the rotation about the second rotation axis, the direction of the rotation axis of the rotation block with respect to the inertial system changes continuously and periodically reverses. Therefore, no error occurs due to accumulation of scale factor errors.
Furthermore, since the rotating block and the rotating frame rotate at a constant angular velocity with respect to the earth's coordinate system, sensor errors due to the movement of the navigation body can be minimized.
f. 実施例 第１図は本発明に係るレイトバイアス装置を備えるリ
ングレーザジャイロ装置の主要部の斜視図、第２図は第
１図の装置のブロックダイヤグラムである。f. Embodiment FIG. 1 is a perspective view of a main part of a ring laser gyro device including a late bias device according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the device of FIG.
この装置のリングレーザジャイロ1,2,3、加速度計
４、回転ブロック５、回転ブロックの回転軸６、ベアリ
ング７、第１の角度検出器９、第１の回転角度命令発信
器10、第１の減算器11、第１のサーボ増幅器12の配置お
よび機能はそれぞれ第６図のリングレーザジャイロ1,2,
3、加速度計４、回転ブロック５、回転ブロックの回転
軸６、ベアリング７、角度検出器９、回転角度命令発信
器10、減算器11、サーボ増幅器12の配置および機能に対
応するので、同一の参照番号を付して説明を省略する。
また第２図の姿勢角信号出力を求める部分についても、
第７図の対応する部分と同一であるので説明を省略す
る。Ring laser gyros 1,2,3 of this device, accelerometer 4, rotary block 5, rotary shaft 6 of rotary block, bearing 7, first angle detector 9, first rotary angle command transmitter 10, first rotary angle The arrangement and function of the subtractor 11 and the first servo amplifier 12 of FIG.
3, the accelerometer 4, the rotating block 5, the rotating shaft 6 of the rotating block, the bearing 7, the angle detector 9, the rotation angle command transmitter 10, the subtractor 11, and the servo amplifier 12 correspond to the same arrangement and function. The description is omitted by attaching the reference numbers.
Also, for the portion for obtaining the attitude angle signal output in FIG.
The description is omitted because it is the same as the corresponding part in FIG.
回転枠体8aは第６図の装置における枠体８に対応する
が、第１図の回転枠体8aは第２の回転軸14を介してベー
ス部材15に固定され、ベース部材15が航行体に固定され
ている。The rotating frame 8a corresponds to the frame 8 in the apparatus of FIG. 6, but the rotating frame 8a of FIG. 1 is fixed to the base member 15 via the second rotating shaft 14, and the base member 15 It is fixed to.
回転枠体8aの第２の回転軸14のまわりの回転角度は枠
体回転角度検出器16で検出され、枠体回転角度命令発信
器17からの指令信号との差が第２の減算器18において求
められ、第２の減算器18の出力信号は第２のサーボ増幅
器19で増幅され、その出力信号は枠体回転用トルムモー
タ20に送られる。枠体回転用トルクモータ20はその入力
電流に比例したトルクを第２の回転軸14に与える。この
結果、枠体8aは枠体回転角度命令発信器17の指令信号に
応じて回転する。The rotation angle of the rotary frame 8a around the second rotation axis 14 is detected by a frame rotation angle detector 16, and the difference from the command signal from the frame rotation angle command transmitter 17 is calculated by a second subtractor 18. The output signal of the second subtractor 18 is amplified by the second servo amplifier 19, and the output signal is sent to the frame rotating torm motor 20. The frame rotating torque motor 20 applies a torque proportional to the input current to the second rotating shaft 14. As a result, the frame 8a rotates according to the command signal of the frame rotation angle command transmitter 17.
第３図は第１図の装置を概念的に示す斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view conceptually showing the apparatus of FIG.
各リングレーザジャイロ1,2,3の入力軸1a,2a,3aは互
いに直交し、かつ回転ブロックの回転軸６に対して54.7
356゜の角度に設定されている。加速度計４の入力軸4a,
4b,4cは互いに直交し、かつその中の一つの軸4aは回転
ブロックの回転軸６と同一の方向である。The input shafts 1a, 2a, 3a of each ring laser gyro 1, 2, 3 are orthogonal to each other and 54.7 with respect to the rotating shaft 6 of the rotating block.
The angle is set at 356 °. Input shaft 4a of accelerometer 4,
4b and 4c are orthogonal to each other, and one of the axes 4a is in the same direction as the rotation axis 6 of the rotating block.
第４図は回転ブロックの回転角θ１と回転枠体の回転
角θ２の関係についての実施例を示すグラフ、第５図は
回転角θ１とθ２の関係の他の実施例を示すグラフであ
る。Figure 4 shows another embodiment of a graph, Fig. 5 the relationship between the rotational angle theta 1 and theta 2 showing an example of the relationship of the rotation angle theta 2 of the rotation angle theta 1 and the rotary frame of the rotation block It is a graph.
この装置では回転ブロックは回転軸６のまわりで地球
の座標系に対して常に一定の角速度で一定方向に回転し
ている。この時、回転軸６のまわりの回転角θ１は、第
４図と第５図のそれぞれの上段のように変化する。In this device, the rotating block always rotates around the rotation axis 6 in a fixed direction at a constant angular velocity with respect to the coordinate system of the earth. At this time, the rotation angle theta 1 around the rotary shaft 6 varies as the respective upper fourth figure and FIG. 5.
他方、回転枠体8aは地球の座標系に対して第２の回転
軸のまわりで周期的に反転しながら一定角速度で回転し
ている。第２の回転軸14のまわりの回転角θ２は第１の
実施例においては第４図に図示するように一定角速度で
１回転するとただちに反転し再び一定角速度で１回転
し、ただちに反転する動作を繰り返す。なお、第２の回
転軸14のまわりの回転角θ２の周期は回転軸６のまわり
の回転角θ１の周期の整数倍Ｎとする。On the other hand, the rotating frame 8a rotates at a constant angular velocity while periodically reversing around the second rotation axis with respect to the coordinate system of the earth. The rotation angle theta 2 about the second axis of rotation 14 in the first embodiment one revolution in one rotation to the immediately reversed again a constant angular velocity at a constant velocity as shown in Figure 4, immediately operates to invert repeat. The period of the rotation angle theta 2 about the second axis of rotation 14 is an integral multiple N of the period of the rotation angle theta 1 around the rotation shaft 6.
第２の実施例においては第５図に図示するように、一
定角速度で半回転すると一定期間停止し、再び同一方向
に同一角速度でさらに半回転し、一定期間停止した後、
回転方向を反転する。そしてこれを繰り返す。In the second embodiment, as shown in FIG. 5, after a half rotation at a constant angular velocity, the motor stops for a certain period of time, again makes another half rotation at the same angular velocity in the same direction, and stops for a certain period of time.
Reverse the direction of rotation. And repeat this.
この実施例でも、第２の回転軸14のまわりの回転角θ
２の周期は回転軸６のまわりの回転角θ１の周期の整数
倍である。Also in this embodiment, the rotation angle θ about the second rotation axis 14 is
The period of 2 is an integral multiple of the period of the rotation angle θ 1 around the rotation axis 6.
この実施例では回転軸14のまわりの回転角θ２は180
゜位置と360゜位置で一時停止するので、第４図の実施
例の半分のトルクで反転させることができる。The rotation angle theta 2 about the rotary shaft 14 in this embodiment 180
Since the vehicle is temporarily stopped at the {position} and the 360 ° position, it can be reversed with half the torque of the embodiment of FIG.
回転ブロックの回転軸６のまわりの角速度ω１と、第
２の回転軸14のまわりの角速度ω２の間には、リングレ
ーザジャイロのロックイン現象を防ぐために、次の関係
が成立している必要がある。The following relationship is established between the angular velocity ω 1 around the rotation axis 6 of the rotary block and the angular velocity ω 2 around the second rotation axis 14 in order to prevent the lock-in phenomenon of the ring laser gyro. There is a need.
｜ω1cos（54.7356゜）｜−｜（ω2sin（54.7356゜）｜ −｜外乱角速度｜＞｜ロックイン角速度｜ ｜ω2|は｜ω1|に比較して充分小さくすることができ
るので、第２の回転軸14のまわりの回転を反転させるた
めに必要なトルクを小さくすることができる。| Ω 1 cos (54.7356 °) | − | (ω 2 sin (54.7356 °) | − | Disturbance angular velocity |> | Lock-in angular velocity | | ω 2 | can be made sufficiently smaller than | ω 1 |. Therefore, the torque required to reverse the rotation around the second rotation shaft 14 can be reduced.
また回転ブロックは回転軸６のまわりに地球の座標系
に対して一定の方向に一定の角速度で回転しているの
で、ベアリングの摩擦および外乱角速度による慣性力に
打勝つ程度のトルクで充分である。Further, since the rotating block is rotating around the rotating shaft 6 in a fixed direction with respect to the earth's coordinate system at a fixed angular velocity, a torque enough to overcome the inertia force due to bearing friction and disturbance angular velocity is sufficient. .
次に誤差の累積の問題については、地球の座標系に固
定した座標系でみたとき、リングレーザジャイロの誤差
であるスケールファクタ誤差、取付誤差、バイアスドリ
フトによる角度誤差の累積が防止される。Next, regarding the problem of error accumulation, accumulation of angular errors due to scale factor errors, mounting errors, and bias drift, which are errors of the ring laser gyro, is prevented when viewed in a coordinate system fixed to the earth coordinate system.
さらに回転ブロックと回転枠体が地球の座標系に対し
て一定角速度で回転するので、方向余弦演算部等におけ
る演算誤差が少なく、また回転ブロックの質量および分
布慣性モーメントの非等方性による誤差が少ない。Furthermore, since the rotating block and the rotating frame rotate at a constant angular velocity with respect to the earth's coordinate system, there are few calculation errors in the direction cosine calculation unit and the like, and errors due to anisotropy of the mass of the rotating block and the distributed moment of inertia are reduced. Few.
g. 発明の効果 ｉ）急激な反転動作を必要としないため、大トルク・大
電流のトルクモータを必要としない。g. Effects of the Invention i) Since a sudden reversing operation is not required, a torque motor with a large torque and a large current is not required.
ii）電源を小型化できるため、システム全体としての小
型化につながる。ii) The power supply can be downsized, which leads to downsizing of the entire system.
iii）センサーに回転開始、停止に伴う過大な慣性力が
作用しないため、誤差の発生を防ぐことができる。iii) Since an excessive inertial force due to start and stop of rotation does not act on the sensor, occurrence of an error can be prevented.
iv）付加された第２の回転軸による反転により、ジャイ
ロの誤差による角度の累積を防ぐことができる。iv) The reversal by the added second rotation axis can prevent accumulation of angles due to gyro errors.
ｖ）航行体の運動によるセンサ誤差が少ない。v) The sensor error due to the movement of the vehicle is small.
第１図は本発明に係るレイトバイアス装置を備えるリン
グレーザジャイロ装置の主要部の斜視図、第２図は第１
図の装置のブロックダイヤグラム、第３図は第１図の装
置を概念的に示す斜視図、第４図は回転ブロックの回転
角θ１と回転枠体の回転角θ２の関係についての実施を
示すグラフ、第５図は回転角θ１とθ２の関係の他の実
施例を示すグラフ、第６図は従来技術によるレイトバイ
アス装置を備えるリングレーザジャイロ装置の主要部の
斜視図、第７図は第６図の装置のブロックダイヤグラム
である。 1,2,3……リングレーザジャイロ、 1a,2a,3a……入力軸、４……加速度計、 ５……回転ブロック、６……回転軸、 8a……回転枠体、９……角度検出器、 10……回転角度命令発信器、11……減算器、 12……サーボ増幅器、13……トルクモータ、 14……第２の回転軸、15……ベース部材、 16……枠体回転角度検出器、 17……枠体回転角度命令発信器、 18……第２の減算器、 19……第２のサーボ増幅器、 20……枠体回転用トルクモータ。FIG. 1 is a perspective view of a main part of a ring laser gyro device including a late bias device according to the present invention, and FIG.
Block diagram of the device of FIG., FIG. 3 is a perspective view conceptually illustrating the device of FIG. 1, the implementation of FIG. 4 is the relationship between the rotational angle theta 2 of the rotation angle theta 1 and the rotary frame of the rotation block FIG. 5 is a graph showing another embodiment of the relationship between the rotation angles θ 1 and θ 2 , FIG. 6 is a perspective view of a main part of a ring laser gyro device provided with a conventional rate bias device, and FIG. The figure is a block diagram of the device of FIG. 1,2,3 ... Ring laser gyro, 1a, 2a, 3a ... Input shaft, 4 ... Accelerometer, 5 ... Rotating block, 6 ... Rotating shaft, 8a ... Rotating frame, 9 ... Angle Detector, 10 ... Rotation angle command transmitter, 11 ... Subtractor, 12 ... Servo amplifier, 13 ... Torque motor, 14 ... Second rotation axis, 15 ... Base member, 16 ... Frame Rotation angle detector, 17: Frame rotation angle command transmitter, 18: Second subtractor, 19: Second servo amplifier, 20: Torque motor for frame rotation.
Claims (3)
定され、回転ブロックを回転させることによりロックイ
ン現象を避けるレイトバイアス装置において、リングレ
ーザジャイロが固定された回転ブロックと、回転ブロッ
クを回転可能に支える回転枠体と、回転枠体を回転ブロ
ックの回転軸と垂直でかつ回転ブロックの回転軸に交わ
る第２の回転軸のまわりで回転可能に支える固定枠体と
からなり、固定枠体を航行体に固定し、固定枠体に対し
て回転枠体を地球の座標系に対して一定角速度で回転さ
せ周期的に反転させ、回転枠体に対して回転ブロックを
地球の座標系に対して一定方向に一定角速度で回転さ
せ、かつ第２の回転軸の反転周期を回転ブロックの回転
軸の回転周期の整数倍としたことを特徴とするレイトバ
イアス装置。In a late bias device in which a ring laser gyro is fixed to a rotary block and a lock-in phenomenon is prevented by rotating the rotary block, the rotary block to which the ring laser gyro is fixed and the rotary block are rotatably supported. A rotating frame, and a fixed frame that rotatably supports the rotating frame around a second rotation axis perpendicular to the rotation axis of the rotation block and intersecting with the rotation axis of the rotation block. The rotating frame is rotated at a constant angular velocity with respect to the earth's coordinate system with respect to the fixed frame, and periodically inverted. Wherein the rotation period of the second rotation axis is an integral multiple of the rotation period of the rotation axis of the rotation block.
方向に一定角速度で360゜回転するとただちに反転し再
び一定速度で360゜回転する動作を繰り返すことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のレイトバイアス装
置。2. A rotation angle theta 2 about the second axis of rotation, claims and repeating the operation of rotating 360 degrees in 360 ° rotation to the immediately reversed again a constant speed at a constant angular velocity in one direction 2. The late bias device according to claim 1, wherein
方向に一定角速度で180゜回転すると一定期間停止し、
再び同一方向に同一角速度でさらに180゜回転し、一定
期間停止した後、回転方向を反転する動作を繰り返すこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレイトバイ
アス装置。3. When a rotation angle θ 2 around the second rotation axis rotates 180 ° in one direction at a constant angular velocity, the rotation stops for a certain period,
2. The late bias device according to claim 1, wherein the rotation is further repeated by 180 [deg.] In the same direction at the same angular velocity, and after stopping for a certain period, the operation of reversing the rotation direction is repeated.
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| JPH04142088A JPH04142088A (en) | 1992-05-15 |
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1990
- 1990-10-02 JP JP26445890A patent/JP2770076B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04142088A (en) | 1992-05-15 |
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