JP3502385B2 - Laser gyro dither stripper - Google Patents
Laser gyro dither stripperInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般に、レーザージャイロに関し、さらに
特定すれば、レーザージャイロの慣性出力からディザ信
号成分を除去する方法及び装置に関する。The present invention relates generally to laser gyros, and more particularly to a method and apparatus for removing dither signal components from the inertial output of a laser gyro.
発明の背景
レーザージャイロとも呼ばれるリングレーザー角速度
センサは当該技術では良く知られている。リングレーザ
ー角速度センサの1例は、本明細書にも参考として取入
れられているHanse他に発行された米国特許第4,751,781
号である。今日のリングレーザー角速度センサは、空隙
を包囲するように形成された空洞を複数備えた熱に関し
て安定し且つ機械的にも安定したレーザーブロックを含
む。空洞の両端には、レーザービームを反射して、閉ル
ープ光路を形成するミラーが配置されている。BACKGROUND OF THE INVENTION Ring laser angular velocity sensors, also called laser gyros, are well known in the art. One example of a ring laser angular velocity sensor is US Pat. No. 4,751,781 issued to Hanse et al., Which is also incorporated herein by reference.
No. Today's ring laser angular velocity sensors include a thermally stable and mechanically stable laser block with a plurality of cavities formed to surround the void. Mirrors that reflect the laser beam and form a closed loop optical path are arranged at both ends of the cavity.
そのようなセンサと関連して、従来の技術ではこれま
で認識されてきたロックインと呼ばれる望ましくない現
象がある。従来の技術では、そのようなセンサを回転振
動させる、すなわち、ディザリングすることによって、
ロックイン現象に対処していた。回転振動は典型的には
ディザモータにより与えられる。従来のディザモータ
は、通常、たとえば、外側リムと、中心ハブ部材と、ハ
ブ部材から放射状に突出し且つハブ部材とリムとの間に
結合する複数の3つのディザモータリードとを含む懸垂
システムを有する。従来は、アクチュエータとして働く
1組の圧電素子を懸垂システムに結合していた。圧電素
子に電気信号を印加することによって作動させると、懸
垂システムは、センサのブロックを懸垂システムの固有
機械共振周波数で角振動させるディザモータとして動作
する。このディザ運動は慣性空間におけるセンサの慣性
回転に重ね合わされる。そのようなディザモータは単一
のレーザージャイロと関連して使用されても良く、ある
いは、複数のレーザージャイロをディザするために使用
されても良い。従来の技術はディザ効果のない慣性回転
データを回復するための様々な方式を含む。In connection with such sensors, there is an undesirable phenomenon known as lock-in, which has heretofore been recognized in the prior art. In the prior art, by rotationally oscillating, or dithering, such a sensor,
I was dealing with the lock-in phenomenon. Rotational vibrations are typically provided by a dither motor. Conventional dither motors typically have a suspension system that includes, for example, an outer rim, a central hub member, and a plurality of three dither motor leads that project radially from the hub member and are coupled between the hub member and the rim. Traditionally, a set of piezoelectric elements that act as actuators have been coupled to a suspension system. When actuated by applying an electrical signal to the piezo element, the suspension system acts as a dither motor that causes the block of sensors to angularly vibrate at the system's natural mechanical resonance frequency. This dither motion is superimposed on the inertial rotation of the sensor in inertial space. Such dither motors may be used in connection with a single laser gyro, or may be used to dither multiple laser gyros. The prior art includes various schemes for recovering dither-free inertial rotation data.
発明の概要
本発明によりレーザージャイロのディザストリッパ装
置が提供される。本発明のディザストリッパ装置は、デ
ィザピックオフからのディザアナログ信号を感知するマ
イクロ制御装置利用ストリッピング装置から構成され
る。ディザアナログ信号はデジタル形態に変換され、信
号利得を調整するために、マイクロ制御装置を使用して
閉ループシステムによって補償される。ディザ信号をあ
る値と比較して、誤差信号を発生する。次に、ディザ信
号をレーザー読出しから減算し、慣性ナビゲーション情
報のディザストリッピング済読出し信号を形成する。ス
トリッピング済信号をさらに処理して、本発明の閉ルー
プ利得制御機能を完了する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a laser gyro dither stripper apparatus. The dither stripper system of the present invention comprises a microcontroller based stripping system that senses the dither analog signal from the dither pickoff. The dither analog signal is converted to digital form and compensated by a closed loop system using a microcontroller to adjust the signal gain. The dither signal is compared to a value to generate an error signal. The dither signal is then subtracted from the laser read to form a dither stripped read signal of inertial navigation information. Further processing of the stripped signal completes the closed loop gain control function of the present invention.
本発明の目的は、モジュラレーザージャイロのディザ
ストリッピング方法及び装置を提供することである。It is an object of the present invention to provide a dither stripping method and apparatus for a modular laser gyro.
本発明のさらに別の目的は、集積A/D変換器を有する
マイクロ制御装置の中に組込んだマイクロプロセッサを
利用する改良されたディザストリッピング方法及び装置
を提供することである。Yet another object of the present invention is to provide an improved dither stripping method and apparatus which utilizes a microprocessor incorporated in a microcontroller having an integrated A / D converter.
本発明の別の目的は、ディザピックオフをサンプリン
グし且つシステムサンプル時間でスケジューリングされ
たディザA/D変換を実行する改良されたディザストリッ
ピング方法及び装置を提供することである。Another object of the present invention is to provide an improved dither stripping method and apparatus for sampling dither pickoffs and performing scheduled dither A / D conversion at system sample time.
本発明のさらに別の目的は、2つ以上のレーザージャ
イロからのディザをストリッピングすることができるデ
ィザストリッピング方法及び装置を提供することであ
る。Yet another object of the present invention is to provide a dither stripping method and apparatus capable of stripping dither from more than one laser gyro.
本発明の目的は、ディザストリッパ動作とディザ駆動
動作との間で単一のA/D変換器を実行順序指定するレー
ザージャイロの改良されたディザストリッピング方法及
び装置を提供することである。It is an object of the present invention to provide an improved dither stripping method and apparatus for a laser gyro that orders the execution of a single A / D converter between dither stripper operation and dither drive operation.
本発明のその他の目的、特徴及び利点は好ましい実施
例の説明、請求の範囲及び図面によって当業者には明白
になるであろう。尚、図面中、同じ図中符号は同じ素子
を指示する。Other objects, features and advantages of the invention will be apparent to those skilled in the art from the description of the preferred embodiments, the claims and the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same elements.
図面の簡単な説明
図1Aは、本発明の新規な特徴を採用するレーザージャ
イロの一実施例のブロック線図を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A shows a block diagram of one embodiment of a laser gyro employing the novel features of the present invention.
図1Bは、システムサンプルストローブの例を付したデ
ィザ信号のグラフを示す。FIG. 1B shows a graph of a dither signal with an example system sample strobe.
図2は、本発明に従って構成されたディザピックオフ
回路の1例の回路図を概略的に示す。FIG. 2 schematically shows a circuit diagram of an example of a dither pickoff circuit constructed according to the present invention.
図3は、本発明のディザストリッピングの方法を概略
的に示す。FIG. 3 schematically illustrates the dither stripping method of the present invention.
図4は、本発明の一面により提供されるディザストリ
ッピング回路の一実施例の詳細な図を示す。FIG. 4 shows a detailed diagram of one embodiment of a dither stripping circuit provided in accordance with one aspect of the present invention.
図5は、本発明のディザストリッピング装置で使用さ
れる自動利得制御レジスタのレジスタブロック図を示
す。FIG. 5 shows a register block diagram of an automatic gain control register used in the dither stripping apparatus of the present invention.
図6は、サンプルストローブを予測するために使用さ
れる本発明の方法を示す。FIG. 6 illustrates the method of the invention used to predict the sample strobe.
図7は、モニタ制御ループによってモジュラジャイロ
を監視する方法を示す。FIG. 7 illustrates a method of monitoring a modular gyro with a monitor control loop.
図8は、複数のディザアプリケーションの間で単一の
アナログ/デジタル変換器を実行順序指定するために使
用される本発明の方法及び装置の概略図を示す。FIG. 8 illustrates a schematic diagram of the method and apparatus of the present invention used to order a single analog-to-digital converter among multiple dither applications.
図9は、ディザ駆動プロセス、ディザストリッパプロ
セス又はバックグラウンドプロセスにより呼出されたと
きにA/D変換を処理する方法の概略図を示す。FIG. 9 shows a schematic diagram of a method of processing an A / D conversion when called by a dither driven process, a dither stripper process or a background process.
図10は、ソフトウェアタイマ割込みに関わる割込みサ
ービスルーチンの概略図を示す。FIG. 10 shows a schematic diagram of an interrupt service routine associated with a software timer interrupt.
図11は、複数のアナログ/デジタル変換器を利用する
本発明の方法を示す。FIG. 11 illustrates the method of the present invention utilizing multiple analog to digital converters.
図12は、バックグラウンドアナログ/デジタル変換を
待合せするための本発明の方法を示す。FIG. 12 illustrates the method of the present invention for queuing background analog-to-digital conversion.
好ましい実施例の説明
レーザージャイロストリッパは、ディザ信号の慣性ナ
ビゲーション信号からの位相同期ディザストリッピング
を実行する。ディザストリッパはマイクロ制御装置を使
用して、ディザストリッパフィードバックループにおけ
る利得係数を制御する。Description of the Preferred Embodiment The laser gyro stripper performs phase-locked dither stripping of the dither signal from the inertial navigation signal. The dither stripper uses a microcontroller to control the gain factor in the dither stripper feedback loop.
そこで、本発明の新規な特徴を採用するモジュラレー
ザージャイロの一実施例のブロック線図を示す図1Aを参
照する。本発明を実施例によって説明する。この開示の
利を得た当業者は、ここで示す例が本発明の原理を例示
するためのものであり、限定のためではないことを理解
するであろう。レーザージャイロ10は制御装置100と、
レーザージャイロブロック200と、能動電流制御部300
と、ディザピックオフ増幅器400と、直接デジタルディ
ザ駆動部500と、経路長制御(PLC)装置600と、読出し
部700と、デジタル論理800とを含む。Reference is now made to FIG. 1A, which shows a block diagram of one embodiment of a modular laser gyro employing the novel features of the present invention. The present invention will be described by way of examples. Those skilled in the art having the benefit of this disclosure will understand that the examples provided herein are for purposes of illustrating the principles of the invention and not for purposes of limitation. The laser gyro 10 has a control device 100,
Laser gyro block 200 and active current controller 300
A dither pick-off amplifier 400, a direct digital dither driver 500, a path length control (PLC) device 600, a read-out unit 700, and a digital logic 800.
一実施例では、本発明のディザストリッパは制御装置
100として利用されるマイクロ制御装置を伴なって実現
される。ディザストリッパはディザピックオフ244Aと、
ディザピックオフ増幅器回路400と、A/D変換器110と、
制御装置100と、PWM出力115と、直接ディザ駆動部500
と、ディザモータ244Bとを具備する閉ループシステムで
ある。A/D変換器110は制御装置と一体であっても良く、
また、10ビットA/D変換器であると有利であろう。制御
装置100はマイクロプロセッサ120をさらに含んでいると
有利であろう。In one embodiment, the dither stripper of the present invention is a controller.
Achieved with a microcontroller used as 100. The dither stripper is the dither pickoff 244A,
Dither pickoff amplifier circuit 400, A / D converter 110,
Controller 100, PWM output 115, direct dither driver 500
And a dither motor 244B. The A / D converter 110 may be integrated with the control device,
It would also be advantageous to have a 10 bit A / D converter. The controller 100 may advantageously further include a microprocessor 120.
簡単にいえば、動作中、まず、ピックオフ電圧245Aに
より表わされるPLGブロック位置をディザピックオフ増
幅器400によって増幅する。増幅されたディザピックオ
フ信号501AをA/D変換器110へ送信すると共に、比較器40
1へも送り、そこで、比較器は方形波501Cを発生し、そ
の方形波は割込みの最大周波数を制限するためにワンシ
ョット810へ送信される。ワンショット810は約1000Hzの
速度で周期的にリセットされる。ワンショットの出力は
正端零交差で制御装置を割込ませる。Briefly, in operation, the PLG block position represented by pickoff voltage 245A is first amplified by dither pickoff amplifier 400. The amplified dither pickoff signal 501A is transmitted to the A / D converter 110 and the comparator 40
It also sends to 1, where the comparator produces a square wave 501C, which is sent to one shot 810 to limit the maximum frequency of the interrupt. One-shot 810 is reset periodically at a rate of about 1000Hz. One shot output interrupts the controller at the positive zero crossing.
本発明の好ましい一実施例では、マイクロ制御装置10
0はIntel(登録商標)80C196KC Microcontrollerから
構成されている。マイクロ制御装置100は、本発明のこ
の実施例においては様々な制御機能のために使用される
3つのパルス幅変調器を含む。第1のパルス幅変調器PW
M1はディザ駆動回路を制御するために使用される。マイ
クロ制御装置100の初期設定の制御には多数のソフトウ
ェアモジュールが関連している。ソフトウェアプログラ
ムはマイクロ制御装置100内部に含まれるマイクロプロ
セッサ120によって実行される。In a preferred embodiment of the present invention, the microcontroller 10
0 is composed of Intel (registered trademark) 80C196KC Microcontroller. Microcontroller 100 includes three pulse width modulators used for various control functions in this embodiment of the invention. First pulse width modulator PW
M1 is used to control the dither drive circuit. A number of software modules are associated with the default control of the microcontroller 100. The software program is executed by the microprocessor 120 contained within the microcontroller 100.
次に、図1Aのモジュラレーザージャイロのディザピッ
クオフ信号と時間とのグラフを示す図1Bを参照する。図
示するように、ディザピック信号12は零交差点18を通過
している。零交差点18は最小ディザと最大ディザとの中
間のレーザーブロックの位置を表わす。図1Bは、サンプ
ル時間14及び16をも示す。サンプル時間14及び16は外部
システムによって確定される。外部システムにより使用
されるサンプルブロックは、全ての慣性ナビゲーション
システムからの全ての読みが同時に起こるように保証す
るために、他のジャイロや他の加速度計などの他の慣性
ナビゲーション測定を同期させる。Reference is now made to FIG. 1B, which shows a graph of the dither pickoff signal versus time for the modular laser gyro of FIG. 1A. As shown, the dither pick signal 12 passes through the zero crossing 18. The zero crossing 18 represents the position of the laser block intermediate the minimum and maximum dithers. FIG. 1B also shows sample times 14 and 16. Sample times 14 and 16 are established by an external system. The sample block used by the external system synchronizes other inertial navigation measurements such as other gyros and other accelerometers to ensure that all readings from all inertial navigation systems occur at the same time.
次に、本発明に従って構成したディザピックオフ回路
の1例の回路図を示す図2を参照する。1例では、ディ
ザピックオフ装置は少なくとも第1、第2及び第3のコ
ンデンサ402,406,412と、第1から第7の抵抗器404,40
7,410,414,422,424,426と、第1及び第2の増幅手段40
8,420とを具備する。また、この図では固有キャパシタ
ンスによって象徴されたディザピックオフ244Aも示され
ている。第1のコンデンサ402は接続点405で第1の抵抗
器404と並列に接続している。ディザピックオフも、接
続点405に接続している。第2のコンデンサ406は第1の
端子で接続点405に接続すると共に、他方の端子では第
1の増幅器408の非反転入力端子に接続している。第1
の増幅器408と、抵抗器410,414及び426と、コンデンサ4
12とは、ディザピックオフ回路に対して第1の利得係数
及び位相の補償を実行するのに適する構成で接続してい
る。第1の増幅器の出力418は、ディザピックオフを表
わすほぼ正弦波形の信号416をマイクロ制御装置100のア
ナログ/デジタル入力端子に供給する。第2の増幅器42
0と、抵抗器422及び424とは、デジタル論理800にあるワ
ンショット810の零交差入力端子にほぼ方形波の信号430
を供給し、最終的にはその信号を制御装置100に供給す
るために、周知のように接続、配置されている。信号43
0もディザピックオフを表わしており、ディザ周期を計
算する基礎となる基本零交差検出信号を形成する。ワン
ショット810は最大割込み周波数を1000Hzに制限し、そ
れにより、始動中の偽割込みをなくす。Reference is now made to FIG. 2 which shows a circuit diagram of an example of a dither pickoff circuit constructed in accordance with the present invention. In one example, the dither pickoff device includes at least first, second and third capacitors 402, 406, 412 and first to seventh resistors 404, 40.
7,410,414,422,424,426 and first and second amplification means 40
Equipped with 8,420. Also shown in this figure is dither pickoff 244A, symbolized by the intrinsic capacitance. The first capacitor 402 is connected in parallel with the first resistor 404 at a connection point 405. The dither pickoff is also connected to connection point 405. The second capacitor 406 is connected at its first terminal to the connection point 405 and, at the other terminal, to the non-inverting input terminal of the first amplifier 408. First
Amplifier 408, resistors 410, 414 and 426, and capacitor 4
Twelve are connected to the dither pick-off circuit in a configuration suitable for executing the first gain coefficient and phase compensation. The output 418 of the first amplifier provides a substantially sinusoidal signal 416 representing dither pickoff to the analog / digital input terminal of the microcontroller 100. Second amplifier 42
0 and resistors 422 and 424 provide a substantially square wave signal 430 at the zero-crossing input terminal of the one-shot 810 in the digital logic 800.
Are connected and arranged in a well-known manner in order to supply the signal to the control device 100 and finally to supply the signal to the control device 100. Signal 43
0 also represents dither pickoff and forms the basic zero-crossing detection signal upon which the dither period is calculated. Oneshot 810 limits the maximum interrupt frequency to 1000Hz, thereby eliminating false interrupts during startup.
次に、読出し信号からディザ成分を除去するための本
発明の方法の概略ブロック線図を示す図3を参照する。
読出し信号は慣性ナビゲーション信号とディザ周波数信
号の双方を含む。慣性位置を正確に且つ再現自在に測定
するためには、読出し信号からディザ信号を除去する、
すなわち、ストリッピングすることが必要である。Reference is now made to FIG. 3 which shows a schematic block diagram of the inventive method for removing dither components from a read signal.
The readout signal includes both the inertial navigation signal and the dither frequency signal. To measure the inertial position accurately and reproducibly, remove the dither signal from the read signal,
That is, stripping is necessary.
図3は、読出し信号からディザ信号をストリッピング
する方法を示す。プロセスブロック20は、ディザピック
オフ244Aから「DSADCNT」と名付けられたスクラッチパ
ッドランダムアクセスメモリの記憶場所へのA/D変換を
示す。アナログ/デジタル変換の方法については、以下
にさらに詳細に説明する。DSADCNTはディザピックオフ
電圧を表わす。ディザをストリッピングするためには、
ディザピックオフ電圧101をジャイロブロックの運動を
表わす角変位への変換が必要である。FIG. 3 shows a method of stripping the dither signal from the read signal. Process block 20 illustrates the A / D conversion from dither pickoff 244A to a scratch pad random access memory location labeled "DSADCNT". The method of analog / digital conversion will be described in more detail below. DSADCNT represents the dither pickoff voltage. To strip the dither,
It is necessary to convert the dither pick-off voltage 101 into an angular displacement that represents the motion of the gyro block.
ピックオフ電圧501A(DSADCNT)から角変位αNへの
変換は式:αN=〔KCOMP+AGC〕*DSADCNTに従う。式
中、KCOMPはAGC係数に関連して変換の大きさを調整する
ために使用される補償係数であり、AGCは温度、エージ
ングなどに起因するディザピックオフ特性の変化を補償
するのを助ける自動利得制御係数であり、DSADCNTは変
換ディザピックオフ電圧501Aである。The conversion from the pickoff voltage 501A (DSADCNT) to the angular displacement α N follows the formula: α N = [K COMP + AGC] * DSADCNT. Where K COMP is the compensation factor used to adjust the magnitude of the conversion in relation to the AGC factor, and AGC is an automatic factor that helps compensate for changes in dither pick-off characteristics due to temperature, aging, etc. It is a gain control coefficient, and DSADCNT is the conversion dither pickoff voltage 501A.
図3の好ましい実施例においては、ステップ22で、AG
CレジスタからAGC係数をアクセスする。次に、プロセス
はステップ24へと進み、KCOMP+AGCの和にDSADCNTを乗
算したものとしてディザ角変位αNを計算する。本発明
の好ましい一実施例では、補償係数は1000である。αN
は読出しカウント単位であり(1.11読出しカウント1
アーク秒)、DSADCNTレジスタで表わされる電圧からの
変換を表わす。In the preferred embodiment of FIG. 3, in step 22, the AG
Access the AGC coefficient from the C register. The process then proceeds to step 24 where the dither angular displacement α N is calculated as the sum of K COMP + AGC multiplied by DSADCNT. In a preferred embodiment of the invention, the compensation factor is 1000. α N
Is the read count unit (1.11 read count 1
Arc seconds), which represents the conversion from the voltage represented by the DSADCNT register.
次に、ディザストリッパはプロセスがサンプリングさ
れた最前の時間からのディザモータの角変位の変化を計
算しなければならない。プロセスはプロセスブロック26
へと進み、ディザ角変位の最前の計算値αN-1をメモリ
から読取る。次にプロセスはプロセスブロック28へと進
み、現在角変位αNと、最前に測定された角変位αN-1
との差を計算し、αDELTAと呼ばれる変数に記憶させ
る。αDELTAはジャイロブロック運動のディザ成分を表
わす。The dither stripper must then calculate the change in dither motor angular displacement from the last time the process was sampled. Process is process block 26
Proceed to and read the previous calculated value α N-1 of the dither angular displacement from the memory. The process then proceeds to process block 28 where the current angular displacement α N and the previously measured angular displacement α N-1.
The difference between and is calculated and stored in a variable called α DELTA . α DELTA represents the dither component of the gyro block motion.
次に、ディザストリッパは、ジャイロブロック200の
正味慣性変位を計算するために、レーザージャイロの測
定された変位の変化を計算しなければならない。プロセ
スはプロセスブロック30へと進み、レーザージャイロか
らの読出しカウンタ700Aの値θAを読取る。次にプロセ
スはプロセスブロック32へ進み、最前に読取られた読出
しカウンタ値θN-1をメモリから読取る。ステップ34で
は、読出しカウンタ値の差θDELTAをθN−θN-1として
計算する。次にプロセスはプロセスブロック36へと進
み、θNETと呼ばれる実際の慣性ナビゲーション回転変
化をθDELTA−αDELTAとして計算する。The dither stripper must then calculate the change in measured displacement of the laser gyro in order to calculate the net inertial displacement of the gyro block 200. The process proceeds to process block 30 to read the value θ A of the read counter 700A from the laser gyro. The process then proceeds to process block 32 which reads the most recently read read counter value θ N-1 from memory. In step 34, the difference between the read counter values θ DELTA is calculated as θ N −θ N-1 . The process then proceeds to process block 36 where the actual inertial navigation rotation change, called θ NET , is calculated as θ DELTA −α DELTA .
ディザ信号をストリッピングしたならば、次にプロセ
スは本発明のレーザー角速度センサを使用して、θNET
を慣性ナビゲーションシステムに供給する。同時にステ
ップ38では、プロセスは、AGC係数に対して調整を実行
する段階に入る。プロセスはプロセスブロック38へと進
み、システムの変換をさらにスピードアップするため
に、本発明の方法の動作に先立ってあらかじめ定められ
ている利得調整係数Kと正味出力を乗算する。初期ター
ンオンの間、Kは高い値に設定され、ジャイロが定常状
態に近づくにつれて低くなって行く。次にプロセスはプ
ロセスブロック40へと進み、θNET及びαNの大きさに
従って自動利得制御定数AGCを調整する。αNとθNETが
同じ符号であれば、AGCを正方向に補償する。次にプロ
セスはプロセスブロック42へと進み、自動利得制御アキ
ュムレータ「AGCACC」を新たなθnetに定数Kを乗算し
たものによって更新する。AGCアキュムレータ「AGCAC
C」は全てのθnetの和に定数Kを乗算したものであり、
θnetとKはいずれの符号であっても良い。次に、プロ
セスブロック44ではAGC係数を利得制限する。次にプロ
セスはプロセス46へと進み、プロセス22において本発明
の方法で再利用するために新たなAGC係数を記憶する。
図3のディザストリッピングアルゴリズムは、ディザ駆
動モータの角変位の新たな測定値ごとに繰返される。If the dither signal has been stripped, then the process using a laser angular rate sensor of the present invention, theta NET
Supply to the inertial navigation system. At the same time, in step 38, the process enters the stage of performing adjustments on the AGC coefficients. The process proceeds to process block 38 which multiplies the net output with a predetermined gain adjustment factor K prior to the operation of the method of the present invention to further speed up the conversion of the system. During initial turn-on, K is set to a high value and goes down as the gyro approaches steady state. The process then proceeds to process block 40, which adjusts the automatic gain control constant AGC according to the magnitude of θ NET and α N. If α N and θ NET have the same sign, AGC is compensated in the positive direction. The process then proceeds to process block 42, to update the automatic gain control accumulator "AGCACC" the new theta net Non by multiplied by the constant K. AGC Accumulator "AGCAC
“C” is the sum of all θ net multiplied by a constant K,
θ net and K may be any signs. Next, process block 44 gain limits the AGC coefficients. The process then proceeds to process 46 which stores the new AGC coefficients for reuse in the method of the present invention.
The dither stripping algorithm of FIG. 3 is repeated for each new measurement of the angular displacement of the dither drive motor.
本発明の一実施例では、本発明のディザストリッパ方
法を実行するために、Intel(登録商標)80C196KCマイ
クロ制御装置を使用する。以下のソフトウェアの説明は
ディザストリッパを実現する1つの方法の概略を示す。In one embodiment of the present invention, an Intel 80C196KC microcontroller is used to implement the dither stripper method of the present invention. The software description below outlines one way to implement a dither stripper.
手続き名:DITHER STRIP
手続きの説明:この手続きは位相同期ディザストリッピ
ングアルゴリズムを実行する。特別の考慮事項は、リア
ルタイムクロックハンドラがクロック時間に基づいてデ
ィザ利得を変化させるということである。初期設定時間
中、利得は高い。Procedure Name: DITHER STRIP Procedure Description: This procedure implements the phase synchronization dither stripping algorithm. A special consideration is that the real-time clock handler changes dither gain based on clock time. The gain is high during the initialization time.
手続きの入力:ディザストリッパA/D変換値、DSADCNT、
記憶されている他の先行データは先行A/D変換である、
先行読出しカウント及び現在agc利得。Procedure input: dither stripper A / D conversion value, DSADCNT,
The other preceding data stored is the preceding A / D conversion,
Read ahead count and current agc gain.
使用されるデータ構造:
EXTRN FUNCTLW:WORD;機能制御語
EXTRN LAX:LONG;汎用レジスタ
EXTRN LBX:LONG;汎用レジスタ
EXTRN AX:WORD;汎用レジスタ
EXTRN BX:WORD;汎用レジスタ
EXTRN DX:WORD;汎用レジスタ
EXTRN AGCGAIN:LONG;AGC利得レジスタジャイロ#1
EXTRN AGCACC:LONG;AGCアキュムレータレジスタジャイ
ロ#1
EXTRN AGCAN1;最前サンプル周期からのA/D変換値#1
EXTRN UPDNCNT1:WORD;最前のサンプル周期からの読出
しcntr値#1
EXTRN NETTHETA:WORD;正味未補償シータ出力シャイロ
#1
EXTRN DSADCNT:WORD;ディザストリッパA/D変換値
EXTRN DSGAIN:WORD;ディザストリッパアキュムレータ
利得係数
;3つのディザストリッパ全てに共通
EXTRN GAIOMAP:NULL;ジャイロ読出しカウンタのアドレ
ス
CSEG
PUBLIC DITHER STRIP
DITHER STRIP
ディザストリッパアキュムレータフラグがセットされて
いるか否かに基づいて、新たなディザストリッパ利得値
をロードする。Data structure used: EXTRN FUNCTLW: WORD; Function control word EXTRN LAX: LONG; General register EXTRN LBX: LONG; General register EXTRN AX: WORD; General register EXTRN BX: WORD; General register EXTRN DX: WORD; General register EXTRN AGCGAIN: LONG; AGC gain register gyro # 1 EXTRN AGCACC: LONG; AGC accumulator register gyro # 1 EXTRN AGCAN1; A / D conversion value from the previous sample period # 1 EXTRN UPDNCNT1: WORD; Read cntr value from the previous sample period # 1 EXTRN NETTHETA: WORD; Net uncompensated theta output Shilo # 1 EXTRN DSADCNT: WORD; Dither stripper A / D conversion value EXTRN DSGAIN: WORD; Dither stripper accumulator gain factor; Common to all three dither strippers EXTRN GAIOMAP: NULL; Gyro Read Counter Address CSEG PUBLIC DITHER STRIP DITHER STRIP Dither Stripper A new dither stripper based on whether the accumulator flag is set or not. To load the obtained value.
JBC FUNCTLW,3,NSDTIME;インタバルフラグがセットさ
れているときにのみ、利得を変化させる
ANDB FUNCTLW,#11110111B;ディザストリッパアキュム
レータフラグをクリアする
このアキュムレータインタバル、全ジャイロについてデ
ィザストリッパagc利得を再計算する。JBC FUNCTLW, 3, NSDTIME; Change gain only when interval flag is set ANDB FUNCTLW, # 11110111B; Clear dither stripper accumulator flag This accumulator interval, recalculate dither stripper agc gain for all gyros .
LD AGCCAIN,AGCACC+2;AGCACCの最上位16ビットを利得
最下位16ビットへ
EXT AGCGAIN;利得レジスタの、符号拡張AGCGAINは326
へ
NSDTIME;
A/D変換を利得係数と乗算する
ADD LAX,AGCGAIN,#1000;1000+AGCGAIN
ADDC LAX+2,AGCGAIN+2;LAXは倍長整数である
MUL LAX,DSADCNT;A/D変換値*(1000+AGCGAIN)
An-1からAnを減算し、ディザストリッピング済シータ
(ネットシータ)を形成する。LD AGCCAIN, AGCACC + 2; 16 most significant bits of AGCACC to the least 16 gain bits EXT AGCGAIN; Sign extension AGCGAIN of gain register is 326
To NSDTIME; Multiply A / D conversion by gain coefficient ADD LAX, AGCGAIN, # 1000; 1000 + AGCGAIN ADDC LAX + 2, AGCGAIN + 2; LAX is a long integer MUL LAX, DSADCNT; A / D conversion value * (1000 + AGCGAIN) An Subtract A n from -1 to form the dither stripped theta (net theta).
LD LBX,LAX;AN TO LBX ANをLBXへ
LD LBX+2,LAX+2;
DIV LBX,#1000D;1000で除算する
DIV AGCAN1,#1000D;AN−1を1000で除算する
SUB LBX,AGCCAN1;デルタアルファを形成する
LD AGCAN1,LAX;AN <−− AN−1
LD AGCAN1+2,LAX+2
ゲートアレイから読出しカウンタデータを読取り且つア
センブルする。LD LBX, LAX; AN TO LBX AN to LBX LD LBX + 2, LAX + 2; DIV LBX, # 1000D; Divide by 1000 DIV AGCAN1, # 1000D; AN-1 divide by 1000 SUB LBX, AGCCAN1; Form Delta Alpha LD AGCAN1, LAX; AN <-AN-1 LD AGCAN1 + 2, LAX + 2 Read and assemble read counter data from the gate array.
LDDX,#GAIOMAP;ゲートアレイメモリI/OマップADDRPT
Rをロードする
LDB AX,〔DX〕+;ゲートアレイからLSニブルを獲得
する
ANDB AX,#OFH;ビットマスク
STB AX,BX;
LDB AX,〔DX〕;次のニブルを獲得する
SHLB AX,#4;上位ニブル位置へ移動する
ADDB BX,AX;下位バイトの上位ニブルへ移動する
LDB AX、〔DX〕+;次のニブルを獲得する
ANDB AX,#OFH;ビットマスク
STB AX,BX+1;上位バイトの下位ニブル
LDB AX,〔DX〕;最前の〔MS〕ニブル
SHLB AX,#4;上位ニブル位置へ移動する
ADDB BX+1,AX;上位バイトの上位ニブルへ移動する
現在アップ/ダウンカウント及び先行アップ/ダウンカ
ウントから未ストリッピングデルタシータを形成する
SUB NETTHETA,BX,UPDNCNTN1;ディザストリッピング
済デルタシータ正味出力
LD UPDNCNTN1,BX;アキュムレータ
最前のデルタシータ正味をagcアキュムレータに累積す
る。LDDX, # GAIOMAP; Gate array memory I / O map ADDRPT
Load R LDB AX, [DX] +; Acquire LS nibble from gate array ANDB AX, # OFH; Bitmask STB AX, BX; LDB AX, [DX]; Acquire next nibble SHLB AX, # 4; Move to upper nibble position ADDB BX, AX; Move to upper nibble of lower byte LDB AX, [DX] +; Acquire next nibble ANDB AX, # OFH; Bit mask STB AX, BX + 1; Upper byte Lower nibble LDB AX, [DX]; Earlier [MS] nibble SHLB AX, # 4; Move to upper nibble position ADDB BX + 1, AX; Move to upper nibble of upper byte Current up / down count and preceding up / SUB NETTHETA, BX, UPDNCNTN1; forming unstripped delta theta from down-counting; dither stripped delta theta net output LD UPDNCNTN1, BX; accumulator accumulating the earliest delta theta net in the agc accumulator.
MUL LAX,NETTHETA,DSGAIN;利得を相当に増加させる
CMP DSADCNT,#508D;A/D変換<2.5Vであれば、正の
半サイクルにある。MUL LAX, NETTHETA, DSGAIN; Significant increase in gain CMP DSADCNT, # 508D; A / D conversion <2.5V, then in positive half cycle.
JLE NEGACCUM1;減算を実行する
ADDAGCACC,AGCACC,LAX;32ビット加算を実行する
ADDC AGCACC+2,LAX+2
RET
NEGACCUM1:
SUB AGCACC,AGCACC,LAX;32ビット減算を実行する
SUB AGCACC+2,LAX+2
RET
END
次に、レーザージャイロからディザ信号をストリッピ
ングするために使用される本発明のディザストリッピン
グアルゴリズムの方法を示す図4を参照する。図4で
は、ディザピックオフ244Aからの10ビットA/D変換値は
信号線101で入力される。信号線101は、本発明のこの実
施例では1000であると確定されている所定の定数を自動
利得制御定数AGCと加算する加算乗算ユニット102に入力
する。所定の定数にAGC係数を加えた和にDSADCNTレジス
タを乗算する。この計算の結果Kcvをαnとして信号線1
16に出力する。Kcvは出願人の先に引用した同時係属出
願のLASER GYRO DIRECT DITHER DRIVE方法及び装置
において使用される。次に、比較器105によってαnをA
/D変換器からの最前にサンプリングされたαn-1106と比
較する。比較器105の出力は、αN/1000−αN-1/1000と
等しいαDELTAとして、32ビットバスに供給される。数1
000が測定された利得及び測定されたディザピックオフ
信号と、ディザの記憶されている角変位とを、それらが
システムの語幅に適合するように調整すべく選択されて
いることは当業者には認められるであろう。JLE NEGACCUM1; Performs subtraction ADDAGCACC, AGCACC, LAX; Performs 32-bit addition ADDC AGCACC + 2, LAX + 2 RET NEGACCUM1: SUB AGCACC, AGCACC, LAX; Performs 32-bit subtraction SUB AGCACC + 2, LAX + 2 RET END Next, laser gyro Reference is now made to FIG. 4 which illustrates the method of the dither stripping algorithm of the present invention used to strip the dither signal from the. In FIG. 4, the 10-bit A / D conversion value from the dither pick-off 244A is input via the signal line 101. The signal line 101 feeds into an adding and multiplying unit 102 which adds a predetermined constant, which in this embodiment of the invention is determined to be 1000, to the automatic gain control constant AGC. The DSADCNT register is multiplied by the sum of the predetermined constant and the AGC coefficient. Signal line 1 with K cv as α n
Output to 16. K cv is used in the LASER GYRO DIRECT DITHER DRIVE method and apparatus of the applicant's earlier cited co-pending application. Next, the comparator 105 sets α n to A
Compare with the last sampled α n-1 106 from the / D converter. The output of the comparator 105 is provided on the 32-bit bus as α DELTA equal to α N / 1000-α N-1 / 1000. Number 1
Those skilled in the art will appreciate that 000 has been selected to adjust the measured gain and measured dither pickoff signal and the stored angular displacement of the dither to match them to the word width of the system. Will be recognized.
比較器105からの出力信号は、ジャイロブロックの角
変位の現在変化をブロック700Aで与えられたレーザージ
ャイロ読出しの測定角変位の変化θDELTAと比較する付
加的な比較器108にαDELTAとして信号線114を介して供
給される。次に、比較器108は実際の慣性ナビゲーショ
ン出力の32ビット表現θNET=θ−αであるθNETを供給
する。正味出力は信号線112として示した32ビットバス
を介して供給される。θNET出力は、αNの角変位とジ
ャイロディザピックオフバイアスとの比較に基づいて切
替えられる位相同期スイッチ121へも送られる。バイア
スがαNより小さければ、利得調整はθNETに対し正で
ある。バイアスが角変位出力より大きい場合には、利得
調整はθNETに対し負である。利得調整ブロック122によ
る利得調整の後、正味出力は同様に32ビット量であるθ
NET_Aとして信号線124を介して供給される。θNET_A信
号は累算/積分段128に供給され、そこで、θNET_Aの32
ビット表現を他のストリッピングサイクルからの先のθ
NET_A値と積分する。The output signal from the comparator 105 compares the current change in angular displacement of the gyro block to the measured angular displacement change θ DELTA of the laser gyro read out given in block 700A as a signal line α DELTA to an additional comparator 108. Supplied via 114. The comparator 108 then provides a 32-bit representation of the actual inertial navigation output, θ NET = θ −α, that is θ NET . The net output is provided via a 32-bit bus shown as signal line 112. The θ NET output is also sent to a phase-locked switch 121 which is switched based on the comparison of the angular displacement of α N and the gyro dither pickoff bias. If the bias is less than α N , the gain adjustment is positive with respect to θ NET . If the bias is greater than the angular displacement output, the gain adjustment is negative with respect to θ NET . After gain adjustment by the gain adjustment block 122, the net output is also a 32-bit quantity θ
It is supplied as NET_A via the signal line 124. theta Net_A signal is supplied to the accumulator / integrator stage 128, where, in the theta Net_A 32
Bit representation of the previous θ from other stripping cycles
Integrate with the NET_A value.
AGCアキュムレータで見られる32ビット値の内部表現
を図5に示す。図5は、AGCアキュムレータレジスタ127
の最上位16ビットと、32ビットAGCアキュムレータレジ
スタ126の最下位16ビットとを示す。AGCアキュムレータ
129は129として知られている。次に、プロセスはアキュ
ムレータ130の出力を利得制限(130)し、それにより、
AGCアキュムレータ129の最上位16ビットのみが新たなAG
C信号として供給される。この方法は、自動利得制御ル
ープ180に振動やAGCの小さな偏位が導入されるのを防止
する。そこで、次のシステムサンプルクロックの発生を
計算し且つ予測するために使用される本発明の方法を示
す図6を参照する。サンプルクロックを予測することの
重要性は、外部システムが慣性ナビゲーションシステム
全体を通して均一である外部クロックと同期されている
慣性ナビゲーションデータを獲得する必要があるという
ことによって表わされる。この能力をもたないと、慣性
ナビゲーションデータは非同期的に与えられるので、そ
の結果、慣性位置の評価は不正確になってしまうであろ
う。The internal representation of the 32-bit value found in the AGC accumulator is shown in Figure 5. FIG. 5 shows the AGC accumulator register 127.
And the least significant 16 bits of the 32-bit AGC accumulator register 126. AGC accumulator
129 is known as 129. The process then gain limits (130) the output of accumulator 130, thereby
Only the most significant 16 bits of AGC accumulator 129 are new AG
Supplied as C signal. This method prevents the automatic gain control loop 180 from introducing oscillations and small excursions of AGC. Reference is now made to FIG. 6 which illustrates the method of the present invention used to calculate and predict the occurrence of the next system sample clock. The importance of predicting the sample clock is illustrated by the need for the external system to obtain inertial navigation data that is synchronized with the external clock that is uniform throughout the inertial navigation system. Without this capability, inertial navigation data would be provided asynchronously, resulting in inaccurate inertial position estimates.
図6のプロセスは、プロセスが最初に初期設定された
ときに、プロセスブロック150でカウンタを始動させ
る。次にプロセスはプロセスブロック152へと進み、シ
ステムからのサンプルクロックのエッジを把握し、これ
はプロセスブロック154で割込みを発生させる。そこ
で、割込みは割込ループ170と呼ばれるプロセスを開始
させる。割込みループはA/D変換をスケジューリングす
る。ステップ150のカウンタからのカウント値は、プロ
セスステップ154で割込みが発生したとき、割込みの時
点で記憶される。次にプロセスは158へと進み、割込み
が起こった最前の時間をメモリから読取る。次にプロセ
スは160へと進み、旧割込みと新割込みとの時間差をt
DELTAとして計算する。次にプロセスは162へと進み、マ
イクプロセッサの高速出力でA/D変換をセットアップす
る。高速出力が起こるべき新たな時間はtNET+tDELTAで
ある。次にプロセスは164へと進み、tOLDをtNEWと等し
いものとしてセットアップし、プロセスはプロセス152
に戻って、次のサンプルクロックを把握する。図6の方
法はシステムサンプルクロック周期の変化を動的に補償
すると共に、システムサンプルクロックの動作を動的に
追跡する。ディザストリッパのA/D変換は162でHSO論理
においてセットアップされる。A/D変換162は、出願人の
名称LASER GYRO DIRECT DITHER DRIVEによる同時係
属出願、代理人書類番号A41−14356/1362の中に記載さ
れている直接デジタルディザ駆動装置によっても使用さ
れる。The process of FIG. 6 starts a counter at process block 150 when the process is first initialized. The process then proceeds to process block 152, which catches the edge of the sample clock from the system, which causes an interrupt at process block 154. There, the interrupt initiates a process called interrupt loop 170. The interrupt loop schedules A / D conversion. The count value from the counter of step 150 is stored at the time of the interrupt when the interrupt occurred in process step 154. The process then proceeds to 158 and reads the last time the interrupt occurred from memory. The process then proceeds to 160, where the time difference between the old and new interrupt is t
Calculate as DELTA . The process then proceeds to 162 to set up A / D conversion on the high speed output of the microphone processor. The new time when high speed output should occur is t NET + t DELTA . The process then proceeds to 164 where t OLD is set up equal to t NEW and the process
Go back to figure out the next sample clock. The method of FIG. 6 dynamically compensates for changes in the system sample clock period and dynamically tracks the operation of the system sample clock. The dither stripper A / D conversion is set up in HSO logic at 162. The A / D converter 162 is also used by the direct digital dither driver described in co-pending application by the applicant's name LASER GYRO DIRECT DITHER DRIVE, attorney docket number A41-14356 / 1362.
図7に示すモニタ制御ループ390は、デジタルモジュ
ラジャイロ10に関わる主プロセス実行ループである。モ
ニタ制御ループは、モニタ制御ループのプロセスの実行
を継続する前に、ディザストリッパA/D変換が完了する
のを待つ。セットされた場合にA/D変換が完了したこと
を指示する変換完了フラグは本発明の装置に含まれてい
る。モニタ制御ループ390は、まず、ディザストリッパ
アルゴリズム302の実行を示している。温度バイアスド
リフト及びエージに関わる回転慣性ナビゲーションデー
タの補償は次のステップ304で起こる。306では、モニタ
制御ループ390はシステムのI/Oセットアップを実行す
る。次に、プロセスは308のバイアスドリフト改善及び
ランダムドリフト改善ステップへと進む。次にプロセス
は310へと進み、モジュラジャイロに関して外部システ
ムにより与えられる指令を処理する。プロセスは312で
組込み試験機能を実行し、プロセス314ではレーザーモ
ード限界を検査する。次に、モニタ制御ループ390は、
モジュラジャイロ10がシャットダウンされるまでこの一
連のプロセスを繰返す。The monitor control loop 390 shown in FIG. 7 is the main process execution loop associated with the digital modular gyro 10. The monitor control loop waits for the dither stripper A / D conversion to complete before continuing execution of the monitor control loop process. A conversion complete flag, which when set, indicates that A / D conversion is complete, is included in the device of the present invention. The monitor control loop 390 first illustrates the execution of the dither stripper algorithm 302. Compensation of rotational inertial navigation data related to temperature bias drift and age occurs in the next step 304. At 306, the monitor control loop 390 performs the system I / O setup. The process then proceeds to the bias drift improvement and random drift improvement steps of 308. The process then proceeds to 310 to process the commands provided by the external system for the modular gyro. The process performs the built-in test function at 312 and the process 314 checks for laser mode limits. Next, the monitor control loop 390
This series of processes is repeated until the modular gyro 10 is shut down.
次に、A/Dバックグラウンド変換をスケジューリング
する方法を示す図12を参照する。A/Dバックグラウンド
変換のスケジューリングは、待ち行列でスケジューリン
グできる所定の1組のA/D変換事象を有するハードウェ
アシステムにおいて起こる。A/D変換の回数はあらかじ
め定められている。本発明の一実施例では、待ち行列の
中に7回のA/D変換が入っている。図9に示すモニタ制
御ループによってそれらのA/D変換を実行順序指定する
プロセスは、A/Dバックグラウンド変換完了フラグを検
査するステップ870で最初に開始される。次にプロセス
は872へ進み、変換完了フラグがセットされているか否
かを知るためにフラグを検査する。フラグがセットされ
ていなければ、プロセスはルーチンから出るように進
み、ステップ870でモニタ制御ループに戻る。この場
合、最前にスケジューリングされたA/D変換に関わるA/D
変換はまだ実行されていないので、A/D変換を実行する
ことはできない。変換完了フラグがセットされていれ
ば、プロセスはステップ874へと進み、現在バックグラ
ウンドA/D変換をバックグラウンド変換A/Dレジスタに記
憶する。これは現在バックグラウンドA/D変換を、温度
の測定、PLC監視などの別のルーチンによってセットア
ップされる機能と関連づける。次にプロセスはステップ
878へと進み、バックグラウンドA/D変換マルチプレクサ
ポインタを検査する。次にプロセスは880へと進み、ポ
インタを検査した後に実行すべきことを確定する。ポイ
ンタが最前のバックグラウンド機能を指示しているなら
ば、ステップ882において第1の機能を指示するように
待ち行列をリセットする。ポインタが最前のバックグラ
ウンド機能でない場合には、プロセスは884で次のバッ
クグラウンド機能ポインタに増分する。いずれの場合に
も、プロセスはステップ886へと進み、待ち行列の中の
別のバックグラウンド変換をスケジューリングする。次
にプロセスは876でモニタ制御ループへと出る。Reference is now made to FIG. 12, which illustrates a method of scheduling A / D background conversion. Scheduling of A / D background conversion occurs in a hardware system that has a predetermined set of A / D conversion events that can be queued. The number of A / D conversions is predetermined. In one embodiment of the invention, the queue contains seven A / D conversions. The process of ordering those A / D conversions by the monitor control loop shown in FIG. 9 begins first with the step 870 of checking the A / D background conversion done flag. The process then proceeds to 872 and checks the flag to see if the conversion done flag is set. If the flag is not set, the process exits the routine and returns to the monitor control loop at step 870. In this case, the A / D involved in the A / D conversion that was scheduled first
A / D conversion cannot be performed because the conversion has not yet been performed. If the conversion done flag is set, the process proceeds to step 874 and stores the current background A / D conversion in the background conversion A / D register. This currently correlates background A / D conversion with functions set up by another routine such as temperature measurement, PLC monitoring. Then the process is a step
Proceed to 878 to check the background A / D conversion multiplexer pointer. The process then proceeds to 880 to determine what to do after examining the pointer. If the pointer points to the previous background function, then in step 882 the queue is reset to point to the first function. If the pointer is not the previous background function pointer, the process increments at 884 to the next background function pointer. In either case, the process proceeds to step 886 to schedule another background conversion in the queue. The process then exits at 876 into the monitor control loop.
次に、本発明の方法のディザストリッパアプリケーシ
ョンにおいて複数のアナログ信号の間で単一のアナログ
/デジタル変換器を実行順序指定する方法を示す図8を
参照する。図8は、デジタルモジュラジャイロ10がディ
ザストリッパ変換時間702をステップ702へ転送するプロ
セス流れの図を示している。変換時間HsiTime1は図6の
ディザストリッパプロセスからtNEWとして計算され、ま
た、HsiDeltaはtDELTAとして計算される。Reference is now made to FIG. 8 which illustrates a method of ordering a single analog-to-digital converter among multiple analog signals in a dither stripper application of the method of the present invention. FIG. 8 shows a process flow diagram for the digital modular gyro 10 to transfer the dither stripper conversion time 702 to step 702. The conversion time HsiTime1 is calculated as t NEW from the dither stripper process of FIG. 6 and HsiDelta is calculated as t DELTA .
次に、プロセスはプロセス702において送られて来た
2つの値から計算される期待ストリッパ時間を計算すべ
く流れる。第1の値は、ディザストリッパ変換時間の始
まりであるHsiTime1と、同様にプロセス702を経て外部
システムから送られて来るHsiDeltaである。期待ディザ
ストリッパサンプル時間はHsiTime1とHsiDeltaの和であ
る。この時間をHsiTime2という。次にプロセスは706へ
と進み、ディザ駆動に関わるA/D変換器をロックアウト
するために、HsiTime2を中心としてウインドウを作成す
る。これは、ディザ駆動A/D変換とディザストリッパA/D
変換が同時に起こった場合にそれらが妨害し合うのを阻
止する。本発明のこの実施例におけるA/D変換器は非同
期変換器である。A/D変換は、A/D変換をセットアップす
るプロセスに対して非同期的に起こる。プロセスステッ
プ708は、ディザ駆動に関わるA/D変換かディザストリッ
パウインドウの中で起こるか否かを計算する。次にプロ
セスはプロセスステップ712又はプロセスステップ710の
いずれかへ分岐する。プロセスステップ710は、ディザ
駆動について特定して位相補償A/D変換と、ソフトウェ
アタイマフラグ及び割込みとをスケジューリングするた
めに、高速出力内容参照可能メモリ(HSO CAM)をセッ
トアップする。プロセスステップ712は、既にスケジュ
ーリングされているディザストリッパA/D変換を共用す
るようにディザ駆動について特定してソフトウェアタイ
マフラグと割込みをスケジューリングするために、HSO
CAMをセットアップする。本発明の方法は、スケジュ
ーリングされた時点でどの型のアクションをとるべき
か、ディザストリッパ変換、ディザ駆動変換、ディザス
トリッパ及びディザ駆動共用変換、バックグラウンド変
換のどれをとるべきかを確定するために、ソフトウェア
タイムフラグの状態を検査する。プロセスステップ708
は新たなA/D変換をスケジューリングするか、あるい
は、発生するものとスケジューリングされている変換を
共用する方法を提供する。本発明の方法において暗示さ
れているのは、ディザストリッパA/D変換は常に最高の
優先順位を有しているために、ウインドウ内の単一のA/
D変換がディザ駆動アプリケーションには適切であると
いう仮定である。プロセス712では、別のルーチン、す
なわち、A/D変換が共用されるディザ駆動ルーチンとデ
ィザストリッパルーチンを指示するフラグをセットす
る。プロセスステップ710では、A/D変換をスケジューリ
ングし、その変換の結果を以下に説明する高速出力論理
に関わるマイクロ制御装置100の中の内容参照可能メモ
リへ送る。A/D変換は、出願人の名称LASER GYRO DIRE
CT DITHER DRIVEによる同時係属PCT出願の中に説明さ
れている位相補償された時間Q1及びQ3でスケジューリン
グされる。次にプロセスは714へと進み、A/D変換器の実
行順序指定は完了した。The process then flows to calculate the expected stripper time calculated from the two values sent in in process 702. The first value is HsiTime1, which is the beginning of the dither stripper conversion time, and HsiDelta, which is also sent from the external system via process 702. The expected dither stripper sample time is the sum of HsiTime1 and HsiDelta. This time is called HsiTime2. The process then proceeds to 706, where a window is created around HsiTime2 to lock out the A / D converter involved in dithering. This is a dither driven A / D converter and a dither stripper A / D.
Prevents them from interfering with each other if the conversions occur simultaneously. The A / D converter in this embodiment of the invention is an asynchronous converter. The A / D conversion happens asynchronously to the process of setting up the A / D conversion. Process step 708 calculates whether the A / D conversion involved in dither driving occurs in the dither stripper window. The process then branches to either process step 712 or process step 710. Process step 710 sets up a high speed output content addressable memory (HSO CAM) for specific dither drive scheduling and phase compensation A / D conversion and software timer flags and interrupts. Process step 712 uses the HSO to schedule the software timer flags and interrupts specific for dithering to share the already scheduled dither stripper A / D conversion.
Set up the CAM. The method of the present invention determines which type of action should be taken at a scheduled time, dither stripper transformation, dither driven transformation, dither stripper and dither driven shared transformation, or background transformation. , Check the status of the software time flag. Process step 708
Provides a way to schedule new A / D conversions or share the scheduled conversions with those that occur. Implicit in the method of the invention is that the dither stripper A / D conversion always has the highest priority, so that a single A / D in the window is
The assumption is that D conversion is appropriate for dither driven applications. In process 712, a flag is set that indicates another routine, namely the dither drive routine and the dither stripper routine where A / D conversion is shared. In process step 710, the A / D conversion is scheduled and the result of the conversion is sent to the content-accessible memory in the microcontroller 100 involved in the fast output logic described below. A / D conversion is the name of the applicant LASER GYRO DIRE
Scheduled at phase compensated times Q1 and Q3 as described in the co-pending PCT application by CT DITHER DRIVE. The process then proceeds to 714 where the A / D converter execution ordering is complete.
次に、レーザージャイロディザストリッパのA/D変換
ハンドラの概略図を示す図9を参照する。モジュラジャ
イロでは、A/D変換はディザの直角位相を計算するため
に要求されるようなディザ駆動変換、ディザストリッパ
変換及びバックグラウンド変換に対して要求される。図
9に示すプロセスは、どのプロセスがA/D変換を要求し
たかに応じてA/D変換を処理する方法である。その方法
はA/D変換割込みを伴って930で始まる。プロセスブロッ
ク932では、A/D変換の源が934のディザ駆動プロセスか
ら発生するか、936のディザストリッパプロセスから発
生するか、ディザストリッパ及び駆動プロセス938から
発生するか、あるいは、バックグラウンドプロセス940
から発生するかを確定する。ストリッパ及び駆動ステッ
プ938は、ディザ駆動A/D変換がディザストリッパA/D変
換ウインドウの中で起こったことを指示する。ディザス
トリッパのウインドウはディザ駆動も適するので、プロ
セスは単純なディザストリッピング動作の場合と全く同
様にステップ942へと進む。A/D変換を要求するデジタル
駆動934は946のディザ駆動へ直接に進む。ディザ駆動ル
ーチンは図10にさらに詳細に説明されている。Reference is now made to FIG. 9 which shows a schematic diagram of the A / D conversion handler of the laser gyro dither stripper. In a modular gyro, A / D conversions are required for dither driven transformations, dither stripper transformations and background transformations as required to calculate the quadrature of dither. The process shown in FIG. 9 is a method of processing an A / D conversion depending on which process requested the A / D conversion. The method begins at 930 with an A / D conversion interrupt. At process block 932, the source of the A / D conversion comes from the dither drive process at 934, the dither stripper process at 936, the dither stripper and drive process 938, or the background process 940.
Determine if it occurs from. Stripper and drive step 938 indicates that a dither driven A / D conversion has occurred within the dither stripper A / D conversion window. The dither stripper window is also suitable for dithering, so the process proceeds to step 942 exactly as for a simple dither stripping operation. Digital drive 934, which requires A / D conversion, goes directly to 946 dither drive. The dither drive routine is described in further detail in FIG.
A/D変換が「起こる」ときまでに、そのA/D変換をどの
プロセスが要求したかは既にわかっている。これは図8
に示すT2CAP割込みと、ソフトウェアタイマ割込みとに
よってあらかじめ確定されていたのである。By the time the A / D conversion "occurs", we already know which process requested the A / D conversion. This is Figure 8
It was previously determined by the T2CAP interrupt shown in and the software timer interrupt.
ディザストリッパ、もしくはディザ駆動及びディザス
トリッパがA/D変換を要求する場合、プロセスはステッ
プ942へと進み、ストリッパレジスタのA/D値を読取る。
次に、944では、ストリッパ又はストリッパ及び駆動に
関わる最近のA/D変換値がストリッパレジスタにあり且
つストリッパ及び駆動により要求されたことを指示する
ためにA/D変換完了フラグをセットする。次に、プロセ
スは駆動又はストリッパ及び駆動のいずれかの場合に94
6のディザ駆動へと進む。バックグラウンドA/D変換の場
合には、プロセスは940へと進み、948でバックグラウン
ドレジスタからA/D値を取出し、950ではバックグラウン
ド変換について変換完了フラグをセットする。いずれの
場合にも、プロセスは952で終了する。If the dither stripper, or the dither drive and dither stripper, requests A / D conversion, the process proceeds to step 942 to read the A / D value in the stripper register.
Next, at 944, the A / D conversion complete flag is set to indicate that the stripper or stripper and drive most recent A / D conversion value is in the stripper register and was requested by the stripper and drive. Next, the process is run 94 if either drive or stripper and drive.
Proceed to 6 dither drive. In the case of background A / D conversion, the process proceeds to 940 where the A / D value is taken from the background register at 948 and the conversion done flag is set for background conversion at 950. In either case, the process ends at 952.
次に、ディザ専用変換、共用変換又はバックグラウン
ド変換のいずれかをスケジューリングするためのソフト
ウェアタイマ割込みの割込みサービスルーチンを示す図
10を参照する。プロセスは1000で始まり、ステップ1002
で特殊関数レジスタからソフトウェアタイマフラグを取
出す。次に、プロセスはソフトウェアタイマフラグがデ
ィザ駆動A/D変換についてセットされているか否かを知
るために検査する。セットされていれば、プロセスはス
テップ1020へ進み、マイクロ制御装置100のスクラッチ
パッドRAMにあるA/D優先順位レジスタでディザ駆動A/D
変換専用フラグをセットし、ステップ1022で終了する。
ディザ駆動変換が指示されていなければ、プロセスはス
テップ1006へと進み、プロセスは駆動及びストリッパ変
換についてソフトウェアタイマフラグがセットされてい
るか否かを知るために検査する。セットされていれば、
プロセスはステップ1018へ進み、マイクロ制御装置100
のスクラッチパッドRAMにあるA/D優先順位レジスタでデ
ィザストリッパ及びディザ駆動共用A/D変換フラグをセ
ットし、ステップ1022で終了する。共用変換が指示され
ていなければ、プロセスはステップ1008へと進み、本発
明の方法はディザストリッパA/D変換が進行中であるか
否かを検査する。図10の方法で暗示されているのは、共
用変換又はディザ駆動変換がなければ、それはバックグ
ラウンド変換でなければならないという条件である。次
にプロセスはステップ1010へと進み、ステップ702で説
明したようにHsiTime+HsiDeltaとして定義されている
ウインドウの中でディザストリッパA/D変換が起こるか
否かを検査する。変換がウインドウ内で起こるのであれ
ば、プロセスはステップ1022で終了する。変換がウイン
ドウの中で起こらない場合には、プロセスはステップ10
14へ進んで、バックグラウンド変換が完了するのを待
つ。バックグラウンド変換は指定の期間中に起こり、本
発明の一実施例においては、バックグラウンド変換は20
マイクロ秒以内に起こる。次にプロセスはステップ1016
へ進み、変換値をバックグラウンドA/Dレジスタに記憶
する。次にプロセスはステップ1022で終了する。バック
グラウンドA/D変換プロセスの完了を待機する状況を図
9で説明したように割込み駆動するか、又は図10に説明
するようにポーリングすることが可能であるのは当業者
には認められるであろう。Next, a diagram showing an interrupt service routine of a software timer interrupt for scheduling either a dither only conversion, a shared conversion or a background conversion.
See 10. The process starts at 1000, step 1002
Take out the software timer flag from the special function register with. The process then checks to see if the software timer flag is set for dither driven A / D conversion. If set, the process proceeds to step 1020 where the dither drive A / D in the A / D priority register in the scratchpad RAM of the microcontroller 100.
The conversion-only flag is set, and the process ends at step 1022.
If dither driven conversion is not indicated, the process proceeds to step 1006, where the process checks to see if the software timer flag is set for the drive and stripper conversions. If set,
The process proceeds to step 1018, where the microcontroller 100
The dither stripper and dither drive common A / D conversion flag are set in the A / D priority register in the scratch pad RAM of the above, and the process ends in step 1022. If shared conversion is not indicated, the process proceeds to step 1008, where the method of the present invention checks if a dither stripper A / D conversion is in progress. Implicit in the method of FIG. 10 is the condition that if there is no shared or dither driven conversion, it must be a background conversion. The process then proceeds to step 1010 to check if dither stripper A / D conversion occurs in the window defined as HsiTime + HsiDelta as described in step 702. If the conversion occurs within the window, the process ends at step 1022. If no conversion takes place in the window, the process is step 10.
Go to 14 and wait for background conversion to complete. Background conversion occurs during a specified period, and in one embodiment of the invention, background conversion is 20
It happens within microseconds. Then the process is step 1016.
Proceed to and store the converted value in the background A / D register. The process then ends at step 1022. Those skilled in the art will recognize that the situation of waiting for the completion of the background A / D conversion process can be interrupt driven as described in FIG. 9 or polled as described in FIG. Ah
次に、3つのアナログ/デジタル変換を利用してレー
ザージャイロディザを駆動するための本発明の方法及び
装置を示す図11を参照する。本発明の方法は図11で説明
する装置に適用できるであろうということは当業者には
理解されるであろう。Reference is now made to FIG. 11 which illustrates the method and apparatus of the present invention for driving a laser gyro dither utilizing three analog to digital conversions. It will be appreciated by those skilled in the art that the method of the present invention could be applied to the device described in FIG.
この実施例では、第1のA/D変換器1212は、先に説明
したディザストリッパ動作について適切に時間限定され
るディザピックオフ電圧のデジタル表現を提供する。デ
ィザストリッパに関わるA/D変換はDS1が活動状態である
ときに起こらなければならない。マイクロ制御装置100
はA/D変換の結果と、エッジトリガ読出しカウンタレジ
スタ1220の出力1222とを使用して、ディザストリッピン
グ済慣性ナビゲーション出力1224を発生する。In this embodiment, the first A / D converter 1212 provides a digital representation of the dither pickoff voltage that is appropriately timed for the dither stripper operation described above. The A / D conversion involving the dither stripper must occur when DS1 is active. Micro controller 100
Uses the result of the A / D conversion and the output 1222 of the edge triggered read counter register 1220 to generate the dither stripped inertial navigation output 1224.
第2のA/D変換器1214は、先に説明したディザ駆動動
作について適切に時間限定されるディザピックオフ電圧
のデジタル表現を提供する。ディザ駆動に関わるA/D変
換は、零交差検出器820が活動状態であるときに起こら
なければならない。マイクロ制御装置100はA/D変換の結
果1204を使用して、ディザ駆動動作を実行する。The second A / D converter 1214 provides a properly timed digital representation of the dither pickoff voltage for the dither driving operation described above. The A / D conversion involved in dithering must occur when the zero crossing detector 820 is active. The microcontroller 100 uses the A / D conversion result 1204 to perform the dither drive operation.
第3のA/D変換器1216は、温度測定、RIM及びLIM測
定、PLC監視などのバックグラウンドプロセスのデジタ
ル表現を提供する。バックグラウンドA/D変換はイネー
ブル線1218を介してマイクロ制御装置によりイネーブル
される。The third A / D converter 1216 provides a digital representation of background processes such as temperature measurements, RIM and LIM measurements, PLC monitoring. Background A / D conversion is enabled by the microcontroller via enable line 1218.
本発明を特許法に従うと共に、新規な原理を適用し且
つそのような特殊化された素子を必要に応じて構成、使
用するために必要とされる情報を当業者に提供するため
にここに相当に詳細に説明した。しかしながら、本発明
を特定して異なる機器や装置により実行できること、及
び機器の詳細と動作手続きの双方について、本発明自体
の範囲から逸脱せずに様々な変形を実現できることを理
解すべきである。Corresponding hereto in order to provide the person skilled in the art with the information necessary to apply the present invention in accordance with the patent law and to apply the novel principles and to configure and use such specialized devices as required. Explained in detail. However, it should be understood that the invention may be specified and practiced by different equipment and devices, and that various variations can be realized in both the details of the equipment and the operating procedure without departing from the scope of the invention itself.
フロントページの続き (72)発明者 ブレント,デイル・エフ アメリカ合衆国 55441 ミネソタ州・ プリマス・パインビュー レイン ノー ス・335 (56)参考文献 特表 平5−501306(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 19/68 H01S 3/083 Front Page Continuation (72) Inventor Brent, Dale F United States 55441 Minnesota Plymouth Pineview Rain North 335 (56) References Japanese Patent Publication No. 5-501306 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01C 19/68 H01S 3/083
Claims (15)
フ(244A)を伴なうディザジャイロブロック(200)を
有するレーザージャイロ(10)のディザストリッパ装置
において: a. ディザピックオフ(244A)に接続され、且つディザ
ピックオフ出力(245A)を有し、ディザピックオフ(24
4A)を感知する手段(402,404,406,407)を備え; b. 増幅ディザピックオフ出力(501A)を有し、ディザ
ピックオフ出力(245A)を増幅する手段(400)を備
え; c. 増幅ディザピックオフ出力(501A)に接続され、デ
ジタルディザ信号出力(101)を有する、アナログ/デ
ジタル変換手段(110)を備え; d. デジタルディザ信号(101)に接続され、ディザス
トリップ慣性ナビゲーション出力を有するデジタル制御
手段(100)にして、(i)デジタルディザ信号出力(1
01)値に(自動利得制御値+補償係数値)を乗じること
によって、デジタルディザ信号出力(101)を角変位値
(αN)に変換し、(ii)その角変位値(αN)を先の
角変位値(αN-1)から減算することにより角変位の変
化(Δα)を生成し、新たな読出しカウンタ値を読取り
且つ新たな読出しカウンタ値から先の読出しカウンタ値
を減算することにより読出しカウンタ値の変化を生成
し、(iii)ディザストリップをされた慣性ナビゲーシ
ョン出力を、角変位の変化と読出し値の変化との差とし
て生成する、デジタル制御手段(100)を備え、前記自
動利得制御値が位相同期ループ(118−132)により調整
されて、デジタルディザ信号出力(101)を補償するよ
うにした ことを特徴とするディザストリッパ装置。1. A dither stripper device for a laser gyro (10) having a dither gyro block (200) with a dither motor (244) and a dither pickoff (244A): a. Connected to the dither pickoff (244A), and It has a dither pick-off output (245A) and a dither pick-off (24A).
4A) means for sensing (402,404,406,407); b. Having amplification dither pick-off output (501A) and means for amplifying dither pick-off output (245A) (400); c. Amplified dither pick-off output (501A). An analog-to-digital conversion means (110) connected to the digital dither signal output (101); d. A digital control means (100) connected to the digital dither signal (101) and having a dither strip inertial navigation output (I) Digital dither signal output (1
The digital dither signal output (101) is converted into an angular displacement value (α N ) by multiplying the 01) value by (automatic gain control value + compensation coefficient value), and (ii) the angular displacement value (α N ) is converted. Generating a change in angular displacement (Δα) by subtracting from the previous angular displacement value (α N-1 ), reading a new read counter value and subtracting the previous read counter value from the new read counter value And (iii) digital control means (100) for generating a change in the read counter value by (3) and generating a dither stripped inertial navigation output as the difference between the change in the angular displacement and the change in the read value. A dither stripper device characterized in that a gain control value is adjusted by a phase locked loop (118-132) to compensate for a digital dither signal output (101).
は: a. 第1の端子(405)及び第2の端子(403)を有し、
ディザピックオフ(244A)と並列である第1のコンデン
サ(402)と; b. 第1の端子(405)と第2の端子(403)との間に接
続され、ディザピックオフ(244A)及び第1のコンデン
サ(402)と並列である第1の抵抗器(404)と; c. 第1の端子(405)と第1の増幅器(408)の入力と
に接続されてディザピックオフ(244A)をac結合する、
フィルタリングディザ出力(409)を有する第2のコン
デンサ(406)と; d. アナログディザピックオフ出力(418)と、第1の
入力(409)と、第2の入力(411)とを有し、第1の入
力(409)はフィルタリングディザ出力(409)に接続さ
れ且つ第2の入力(411)は並列に接続する第2の抵抗
器(410)及び第4のコンデンサ(412)を介してアナロ
グディザピックオフ出力(418)に接続され、第2の入
力(411)は第3の抵抗器(426)を介して接地点に接続
されている、フィルタリングディザ出力(409)を増幅
する第1の増幅器手段(408)と; e. ディザ零交差検出器出力(430)と、第1の入力(4
18)と、第2の入力(419)とを有し、第1の入力(41
8)はアナログディザピックオフ出力(418)に接続さ
れ、且つ第2の入力(419)は第5の抵抗器(422)を介
してディザ零交差検出器出力(430)に接続され、第2
の入力(419)は第6の抵抗器(424)を介して接地点に
接続されている、アナログディザピックオフ出力(41
8)を増幅する第2の増幅器手段(420)とを具備する請
求項1記載のディザストリッパ装置。2. Means for sensing dither pickoff (244) include: a. Having a first terminal (405) and a second terminal (403),
A first capacitor (402) in parallel with the dither pickoff (244A); b. Connected between the first terminal (405) and the second terminal (403), the dither pickoff (244A) and the first capacitor (402). A first resistor (404) in parallel with the capacitor (402) of c; and c. Connected to the input of the first terminal (405) and the first amplifier (408) to turn off the dither pickoff (244A). Join,
A second capacitor (406) having a filtering dither output (409); d. An analog dither pickoff output (418), a first input (409) and a second input (411); One input (409) is connected to the filtering dither output (409) and the second input (411) is connected in parallel via a second resistor (410) and a fourth capacitor (412) for analog dither. First amplifier means for amplifying the filtering dither output (409) connected to the pickoff output (418) and the second input (411) connected to ground via the third resistor (426). (408); e. Dither zero-crossing detector output (430) and first input (4
18) and a second input (419), the first input (41
8) is connected to the analog dither pickoff output (418), and the second input (419) is connected to the dither zero crossing detector output (430) via the fifth resistor (422).
Has an input (419) connected to a ground point through a sixth resistor (424), and has an analog dither pickoff output (41).
A dither stripper device according to claim 1, comprising a second amplifier means (420) for amplifying 8).
なうディザジャイロブロックを有するレーザージャイロ
のディザストリッパ方法において: a. ディザピックオフ(244A)からのアナログディザ信
号を感知する過程と; b. アナログディザ信号をデジタルピックオフ信号に変
換するA/D変換過程と; c. デジタルピックオフ信号を読取る過程と; d. メモリから自動利得制御値を読取る過程と; e. デジタルピックオフ信号を、それの値に(自動利得
制御値+補償係数値)を乗じることによって、角変位値
(αN)に変換する過程と; f. メモリから旧角変位(αN-1)を読取る過程と; g. 変換された角変位における、読取られた旧角変位か
らの角変位変化(Δα)を計算する過程と; h. 読出しカウンタ値(θN)を読取る過程と; i. 旧読出しカウンタ値(θN-1)を読取る過程と; j. 読取られた読出しカウンタ値における、旧読出しカ
ウンタ値からのカウンタ値変化(Δθ)を計算する過程
と; k. ディザストリッピング値を、角変位変化(Δα)と
カウンタ値変化(Δθ)との差(θNET)であるとして
計算する過程と とから成るディザストリツパ方法。3. A dither stripper method for a laser gyro having a dither gyro block with dither motor and dither pickoff: a. Sensing an analog dither signal from the dither pickoff (244A); b. Analog dither. A / D conversion process for converting the signal to digital pickoff signal; c. Process for reading digital pickoff signal; d. Process for reading automatic gain control value from memory; e. Digital pickoff signal to its value ( The process of converting into the angular displacement value (α N ) by multiplying the automatic gain control value + the compensation coefficient value; f. The process of reading the old angular displacement (α N-1 ) from the memory; g. The converted in the angular displacement, the process of calculating the angular displacement change from the old angular displacement that is read (Δα);. h process and reading the read counter value (θ N);. i old read mosquito A step of reading pointer value (θ N-1);. J in the read was read counter values, processes and calculating a counter value change from the old readout counter value ([Delta] [theta]);. A k dither stripping value, the angular displacement And a process of calculating as a difference (θ NET ) between a change (Δα) and a counter value change (Δθ).
3記載のディザストリッピング方法。4. The dither stripping method according to claim 3, wherein the automatic gain control value is a 16-bit value.
ビットアキュムレータであり且つ自動利得制御値は32ビ
ット自動利得制御値アキュムレータの16個の最上位ビッ
トである請求項3記載のディザストリッピング方法。5. The automatic gain control accumulator (129) is 32.
4. A dither stripping method as claimed in claim 3, which is a bit accumulator and wherein the automatic gain control value is the 16 most significant bits of a 32-bit automatic gain control value accumulator.
項3記載のディザストリッピング方法。6. The dither stripping method according to claim 3, implemented in a microcontroller.
グ手順をさらに含み、レーザージャイロはアナログ/デ
ジタル変換手段を共用する直接デジタルディザ駆動部を
さらに含み、そのアナログ/デジタル変換器スケジュー
リング手順は: a. ディザストリッピング開始時間及びディザストリッ
ピング持続時間を決める過程と; b. 期待ストリップ時間をディザストリッピング開始時
間にディザストリッパ持続時間を加えたものとして計算
する過程と; c. ストリップ時間を中心として所定時間のウインドウ
を作成する過程と; d. デジタルディザ信号に関わる所定のアナログ/デジ
タル変換がウインドウの中で起こるか否かを計算し、起
こるのであれば、ストリッパアナログ/デジタル変換が
駆動アナログ/デジタル変換と共用されることを指示す
るためのフラグをセットする過程と から成る請求項3記載のディザストリッパ方法。7. The analog / digital converter scheduling procedure further comprising a laser gyro further comprising a direct digital dither driver sharing the analog / digital conversion means, the analog / digital converter scheduling procedure comprising: a. Dither stripping. A. Determining the start time and dither stripping duration; b. Calculating the expected strip time as the dither stripping start time plus the dither stripper duration; c. Creating a window of predetermined time around the strip time. D. Calculate whether a given analog / digital conversion involving the digital dither signal occurs in the window and, if so, the stripper analog / digital conversion is shared with the driving analog / digital conversion. Tell that 4. The dither stripper method of claim 3, comprising the step of setting a flag to do so.
/デジタル変換時間を含む請求項7記載のディザストリ
ッパ方法。8. The dither stripper method according to claim 7, wherein the dither stripping start time includes an analog / digital conversion time.
トリッパ手順と、バックグラウンド手順との間におい
て、実行順序を指定されて行われ、そのA/D変換はディ
ザ駆動手順とディザストリッパ手順とにより共用されて
も良く、その実行順序を指定する手順は: a. A/D変換がディザ駆動手順により呼出されたか、デ
ィザストリッパ手順により呼出されたか、ディザ駆動及
びディザストリッパ共用手順により呼出されたか又はバ
ックグラウンド手順により呼出されたかを確定する過程
と; b. A/D変換がディザストリッパ手順又はディザストリ
ッパ及びディザ駆動共用手順により呼出された場合、A/
D値をディザストリッパレジスタに記憶する過程と; c. ディザストリッパ手順に関わるA/D変換完了フラグ
をセットする過程と; d. ディザモータを駆動する過程と; e. A/D変換がバックグラウンド手順により呼出された
場合、A/D値をバックグラウンドレジスタに記憶する過
程と; f. バックグラウンド手順に関わるA/D変換完了フラグ
をセットする過程と から成る請求項3記載のディザストリッパ方法。9. An A / D conversion is performed by designating an execution order among a dither driving procedure, a dither stripper procedure, and a background procedure, and the A / D conversion is performed by the dither driving procedure and the dither stripper. May be shared with the procedure, and the procedure for specifying its execution order is: a. Whether the A / D conversion was invoked by a dither driven procedure, a dither stripper procedure, or a dither driven and dither stripper sharing procedure. A./A/D conversion is called by the dither stripper procedure or the dither stripper and dither driven shared procedure;
Storing the D value in the dither stripper register; c. Setting the A / D conversion completion flag related to the dither stripper procedure; d. Driving the dither motor; e. A / D conversion in the background procedure. 4. The dither stripper method according to claim 3, comprising the steps of storing the A / D value in a background register when called by f .; and f. Setting an A / D conversion completion flag related to the background procedure.
ナログ/デジタル変換、共用アナログ/デジタル変換、
または、バックグラウンドアナログ/デジタル変換の実
行を、ディザ専用フラグ、ディザ及びストリッパフラ
グ、バックグラウンドフラグを伴なってスケジューリン
グするタイミング手順とをさらに含み、活動フラグはそ
れに対応する変換を実行すべきであることを指示し、前
記タイミング手順は: a. ディザ専用フラグが活動状態である場合、A/D優先
順位レジスタでディザ専用フラグをセットする過程と; b. ディザ及びストリッパフラグが活動状態であり且つ
ディザ専用フラグは非活動状態である場合、A/D優先順
位レジスタでディザ及びストリッパフラグをセットする
過程と; c. ストリッパ変換が所定のウインドウの中で起こり、
ディザ及びストリッパフラグは非活動状態であり且つデ
ィザ専用フラグは非活動状態である場合、バックグラウ
ンドアナログ/デジタル変換を実行し且つバックグラウ
ンドアナログ/デジタル変換の結果をバックグラウンド
A/D変換レジスタに記憶する過程とから成る請求項3記
載のディザストリッパ方法。10. A / D priority register, dither dedicated analog / digital conversion, shared analog / digital conversion,
Or a timing procedure for scheduling the execution of the background analog-to-digital conversion with a dither only flag, a dither and stripper flag, a background flag, the activity flag should perform the corresponding conversion. And the dither and stripper flags are active; and a. Setting the dither only flag in the A / D priority register if the dither only flag is active; and b. If the dither-only flag is inactive, setting the dither and stripper flags in the A / D priority register; and c. Stripper conversion occurs within a given window,
If the dither and stripper flags are inactive and the dither only flag is inactive, perform background analog-to-digital conversion and background the results of analog-to-digital conversion.
4. The dither stripper method according to claim 3, further comprising the step of storing in an A / D conversion register.
オフ(244A)とを伴なうディザジャイロブロック(20
0)を有するレーザージャイロのディザストリッパ装置
において: a. ディザピックオフ(244A)からのアナログディザ信
号を感知する手段(400)と; b. アナログディザ信号をデジタルピックオフ信号(10
1)に変換する手段(110)と; c. デジタルピックオフ信号(101)を読取る手段(10
2)と; d. メモリから自動利得制御値を読取る手段と; e. デジタルピックオフ信号(101)を、それの値に
(自動利得制御値+補償係数値)を乗じることによっ
て、角変位値(αN)に変換する手段(102)と; f. メモリから旧角変位(αN-1)を読取る手段(106)
と; g. 変換された角変位における、読取られた旧角変位か
らの角変位変化(Δα)を計算する手段(105)と; h. 読出しカウンタ値(θN)を読取る手段と; i. 旧読出しカウンタ値(θN-1)を読取る手段と; j. 読取った読出しカウンタ値における、旧読出しカウ
ンタ値からのカウンタ値変化(Δθ)を計算する手段
と; k. ディザストリッピング値を、角変位変化(Δα)と
カウンタ値変化(Δθ)との差(θNET)であるとして
計算する手段と を具備するディザストリッパ装置。11. A dither gyro block (20) with a dither motor (244B) and a dither pickoff (244A).
In a laser gyro dither stripper device having a (0): a. Means for sensing an analog dither signal from a dither pickoff (244A) (400); b. An analog dither signal to a digital pickoff signal (10).
Means (110) for converting into 1); c. Means (10) for reading the digital pickoff signal (101)
2) and; d. Means for reading the automatic gain control value from the memory; and e. The digital pickoff signal (101) by multiplying its value by (automatic gain control value + compensation coefficient value) means (102) for converting into α N ); and f. means (106) for reading the old angular displacement (α N-1 ) from the memory.
And g. Means for calculating the angular displacement change (Δα) from the read old angular displacement in the converted angular displacement (105); and h. Means for reading the read counter value (θ N ); i. Means for reading the old read counter value (θ N-1 ); j. Means for calculating the change in the read value of the read counter value from the old read counter value (Δθ); k. The dither stripping value A dither stripper device comprising means for calculating as a difference (θ NET ) between a displacement change (Δα) and a counter value change (Δθ).
項11記載のディザストリッピング装置。12. The dither stripping apparatus as claimed in claim 11, wherein the automatic gain control value is a 16-bit value.
は32ビットアキュムレータであり且つ自動利得制御値は
16ビット自動利得制御アキュムレータの16個の最上位ビ
ットである請求項11記載のディザストリッピング装置。13. Automatic gain control value accumulator (129)
Is a 32-bit accumulator and the automatic gain control value is
The dither stripping apparatus according to claim 11, which is the 16 most significant bits of a 16-bit automatic gain control accumulator.
いて実現される請求項11記載のディザストリッピング装
置。14. The dither stripping device according to claim 11, wherein each means is implemented in a microcontroller (100).
ディザピックオフ(244A)と並列である第1のコンデン
サ(402)と; b. 第1の端子(405)と第2の端子(403)との間に接
続され、ディザピックオフ(244A)及び第1のコンデン
サ(402)と並列である第1の抵抗器(404)と; c. 第1の端子(405)と第1の増幅器(408)の入力と
に接続されてディザピックオフ(244A)をac結合する、
フィルタリングディザ出力(409)を有する第2のコン
デンサ(406)と; d. アナログディザピックオフ出力(418)と、第1の
入力(409)と、第2の入力(411)とを有し、第1の入
力(409)はフィルタリングディザ出力(409)に接続さ
れ且つ第2の入力(411)は並列に接続する第2の抵抗
器(410)及び第4のコンデンサ(412)を介してアナロ
グディザピックオフ出力(418)に接続され、第2の入
力(411)は第3の抵抗器(426)を介して接地点に接続
されている、フィルタリングディザ出力(409)を増幅
する第1の増幅器手段(408)と; e. ディザ零交差検出器出力(430)と、第1の入力(4
18)と、第2の入力(419)とを有し、第1の入力(41
8)はアナログディザピックオフ出力(418)に接続さ
れ、且つ第2の入力(419)は第5の抵抗器(422)を介
してディザ零交差検出器出力(430)に接続され、第2
の入力(419)は第6の抵抗器(424)を介して接地点に
接続されている、アナログディザピックオフ出力(41
8)を増幅する第2の増幅器手段(420)とを具備する請
求項11記載のディザストリッパ装置。15. A means for sensing dither pickoff comprises: a. First having a terminal (405) and a second terminal (403),
A first capacitor (402) in parallel with the dither pickoff (244A); b. Connected between the first terminal (405) and the second terminal (403), the dither pickoff (244A) and the first capacitor (402). A first resistor (404) in parallel with the capacitor (402) of c; and c. Connected to the input of the first terminal (405) and the first amplifier (408) to turn off the dither pickoff (244A). Join,
A second capacitor (406) having a filtering dither output (409); d. An analog dither pickoff output (418), a first input (409) and a second input (411); One input (409) is connected to the filtering dither output (409) and the second input (411) is connected in parallel via a second resistor (410) and a fourth capacitor (412) for analog dither. First amplifier means for amplifying the filtering dither output (409) connected to the pickoff output (418) and the second input (411) connected to ground via the third resistor (426). (408); e. Dither zero-crossing detector output (430) and first input (4
18) and a second input (419), the first input (41
8) is connected to the analog dither pickoff output (418), and the second input (419) is connected to the dither zero crossing detector output (430) via the fifth resistor (422).
Has an input (419) connected to a ground point through a sixth resistor (424), and has an analog dither pickoff output (41).
12. The dither stripper device according to claim 11, comprising a second amplifier means (420) for amplifying 8).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US1993/002697 WO1994021986A1 (en) | 1991-12-11 | 1993-03-22 | Laser gyro dither stripper |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3502385B2 true JP3502385B2 (en) | 2004-03-02 |
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|---|---|---|---|
| JP52097694A Expired - Fee Related JP3502385B2 (en) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Laser gyro dither stripper |
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| JP (1) | JP3502385B2 (en) |
| DE (1) | DE69317579T2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115290124A (en) * | 2022-10-10 | 2022-11-04 | 天津集智航宇科技有限公司 | Laser gyroscope rotation-free light-emitting vacuum aging device and method |
-
1993
- 1993-03-22 DE DE69317579T patent/DE69317579T2/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-22 JP JP52097694A patent/JP3502385B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115290124A (en) * | 2022-10-10 | 2022-11-04 | 天津集智航宇科技有限公司 | Laser gyroscope rotation-free light-emitting vacuum aging device and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69317579T2 (en) | 1998-09-17 |
| DE69317579D1 (en) | 1998-04-23 |
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