1 上海理工大学 机械工程学院，上海 200093
2 中国煤炭科工集团上海有限公司，上海 200030
提出一种采用光纤陀螺捷联寻北系统来获得全断面掘进机机头方位角的方法，有效避免激光导向系统因机内不通视和粉尘烟雾等因素影响测量精度的问题。获取陀螺仪输出的地球自转角速度水平分量以及机载倾角仪输出的俯仰角与滚动角，通过坐标旋转变换进行陀螺敏感轴倾斜误差补偿，并利用地球自转角速度在载体坐标系各轴的分量构造公式消除纬度值，采用四位置寻北法计算出掘进机机头方位角。将系统安装于全断面掘进机中进行实验，得到寻北精度为0.07°，满足隧道施工要求。
导航设备 全断面掘进机 光纤陀螺 捷联寻北系统 四位置算法 navigation equipment full face tunnel boring machine fiber optic gyroscope strap-down north-seeker four-position algorithm
1 长春工业大学电气与电子工程学院，长春 130012
2 中兴通讯股份有限公司，广东深圳 518000
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
在捷联寻北仪工作过程中，摩擦非线性造成转台伺服系统低速不平稳性，导致陀螺输出漂移变大，影响寻北精度。为了提高伺服转台速度平稳性，设计了自抗扰控制器，实现转台的稳速控制，保证转台快速、平稳定位，以便减少陀螺漂移。仿真结果表明，与采用 PID控制相比，速度稳定回路获得较好的动态性能，快速性、平稳性和抗干扰能力都得到提高；实验结果表明，动力调谐陀螺输出更加平稳，减小了陀螺输出的随机漂移，寻北误差从 34.4″减小到 27.7″，有效地提高了系统的寻北精度。
自动控制技术 捷联寻北仪 伺服转台 速度回路 自抗扰控制器 automatic control technology strap-down north seeker servo-turntable speed-loop active disturbance rejection controller
