FR2648556A1 - Systeme et procede d'excitation de tremblement pour un gyrolaser - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les gyrolasers. Un système d'excitation de tremblement pour un gyrolaser comprend un ordinateur 100, un convertisseur numérique analogique 102, un filtre 104 et un amplificateur de puissance 106 qui attaque une articulation à flexion 108 du gyrolaser. Le système détecte la fréquence de tremblement du châssis du gyrolaser, il produit un signal numérique qui correspond à un signal d'excitation de tremblement spécifié, et il commute le signal d'excitation de tremblement pour exciter l'articulation à flexion à sa fréquence de résonance. Le système peut en outre comprendre des moyens pour produire une forme d'onde numérique à deux ou trois états qui constitue une approximation de la fonction sinus, des moyens pour produire une forme d'onde numérique à deux ou trois états qui constitue une approximation de la fonction cosinus, et des moyens pour appliquer à l'articulation à flexion des tensions en quadrature représentatives des formes d'onde en sinus et en cosinus. Application aux systèmes de navigation.

Description

La présente invention concerne de façon générale des capteurs de ro-

tation, et en particulier des capteurs de rotation à gyrolaser. L'invention porte plus particulièrement sur des dispositifs et des procédés d'excitation

de tremblement destinés à empêcher un blocage de modes dans des gyrolasers.

L'invention porte encore plus particulièrement sur une technique d'excita-

tion de tremblement qui utilise des signaux générés par ordinateur pour com-

mander un ensemble de générateurs de couple piézoélectriques qui com-

muniquent un mouvement de tremblement à un gyrolaser.

Un gyrolaser utilise l'effet Sagnac pour détecter une rotation. Des faisceaux lumineux se propageant en sens inverse dans une boucle fermée ont des durées de transit qui diffèrent en proportion directe de la vitesse

de rotation de la boucle autour d'un axe perpendiculaire au plan de la bou-

cle. Le gyrolaser utilise les propriétés de résonance d'une cavité fermée pour convertir en une différence de fréquence la différence de phase due à l'effet Sagnac qui existe entre les faisceaux se propageant en sens inverses Dans un gyromètre actif, la cavité qui est définie par le chemin optique fermé devient un oscillateur, et des faisceaux de sortie provenant des deux directions interfèrent pour donner une fréquence de battements qui est une mesure de la vitesse de rotation. Les fréquences optiques élevées, d'environ 1015 Hz pour la lumière qui est utilisée dans des gyrolasers, fait que les

très petits changements de phase donnent lieu à des fréquences de bat-

tements qu'on peut mesurer aisément.-

Lorsque la vitesse de rotation d'un gyrolaser est comprise dans une certaine plage, la différence de fréquence entre les faisceaux disparaît. Ce phénomène est appelé verrouillage de fréquence, ou blocage de modes, et il constitue une difficulté importante associée au gyrolaser, du fait qu'à de faibles vitesses de rotation, il indique de façon erronée que le dispositif

ne tourne pas. La plage de vitesses de rotation sur laquelle le verrouil-

lage de fréquence se produit est la plage d'insensibilité du gyrolaser.

Le verrouillage résulte d'un couplage de lumière entre les faisceaux.

Le couplage résulte essentiellement de la rétrodiffusion sur les miroirs qui

confinent les faisceaux dans le chemin fermé. Sous l'effet de la rétrodif-

fusion, le faisceau qui se propage dans chaque direction contient une petite composante ayant la fréquence du faisceau qui se propage dans la direction opposée. L'effet de verrouillage dans un gyrolaser est similaire au couplage

qu'on a observé et expliqué depuis longtemps dans des oscillateurs électro-

niques classiques.

Toute incapacité à mesurer avec précision de faibles vitesses de rota-

tion réduit l'efficacité d'un gyrolaser dans un système de navigation. De nombreux travaux de recherche et de développement ont été effectués dans le but de réduire ou d'éliminer les effets du verrouillage et de permettre

d'utiliser plus efficacement des gyrolasers dans de tels systèmes.

Il existe plusieurs techniques connues pour résoudre les problèmes de verrouillage. On a employé diverses techniques de polarisation pour éviter la plage d'insensibilité, de façon que le verrouillage ne constitue pas un

problème dans le fonctionnement d'un gyrolaser. On peut diviser les techni-

ques de polarisation en techniques mécaniques et optiques et en techniques

de polarisation fixe et avec tremblement.

Une technique consiste à faire osciller mécaniquement le gyrolaser

autour de son axe de capteur, de façon que le dispositif traverse constam-

ment la plage d'insensibilité. On appelle habituellement tremblement cette oscillation mécanique du gyrolaser. On peut communiquer à un gyrolaser de type caractéristique un mouvement de tremblement à environ 400 Hz, avec

une amplitude angulaire de quelques minutes d'arc.

On doit commander et contrôler soigneusement l'amplitude du tremble-

ment pour minimiser les effets du verrouillage. Du fait qu'on peut constam-

ment contrôler la vitesse angulaire et le déplacement de l'oscillation de tremblement par rapport à une structure de support, on peut les exclure du signal de sortie du gyrolaser. On a cependant trouvé qu'une amplitude de

tremblement constante ne convient pas pour éliminer tous les effets du ver-

rouillage. Une autre technique pour réduire l'erreur de verrouillage consiste à

superposer un signal aléatoire sur l'amplitude de l'amplificateur d'excita-

tlon de tremblement. Le brevet des E.U.A. n 3 467 472 décrit une techni-

que de polarisation aléatoire. On a cependant trouvé plusieurs inconvénients relativement importants de la technique de polarisation aléatoire. L'erreur de phase n'est pas éliminée, bien qu'elle soit randomisée par la technique

décrite dans ce brevet, et elle reste toujours une source d'erreur relati-

vement importante.

Lorsque le signe de la différence de fréquence change, les deux fais-

ceaux tendent à se verrouiller du fait qu'à un certain point la différence de fréquence entre les faisceaux est égale à zéro. Du fait que l'angle de

sortie du gyroscope à laser est généralement déduit de la différence de fré-

quence, qui se verrouille pour indiquer une vitesse de rotation égale à zéro même si la vitesse de rotation réelle est différente de zéro, une erreur s'accumule dans l'angle de sortie. Les durées pendant lesquelles les deux faisceaux sont verrouillés sont habituellement très courtes, ce qui fait que

l'erreur d'angle de sortie résultante est très faible pour un seul change-

ment de signe quelconque. Néanmoins, l'erreur résultant du verrouillage pen-

dant le changement de signe de la différence de fréquence est cumulative,

et peut devenir importante au cours du temps, en particulier dans des sys-

tèmes de navigation de précision.. Cette erreur est habituellement la prin-

cipale contribution à la dérive aléatoire.

Le brevet des E.U.A. n 4 529 311 porte sur un système de gyrolaser avec tremblement dans lequel on tient compte de la relation de phase entre

une paire de faisceaux. On peut utiliser cette phase dans une boucle de ré-

troaction pour la correction d'erreur, ou bien on peut l'utiliser pour géné-

rer un ensemble de paramètres d'erreur pour la correction d'erreur. Dans le brevet précité, on considère que le décalage de phase et l'efficacité du

couplage des deux faisceaux sont indépendants du temps et de la température.

Cependant, le décalage de phase et l'efficacité du couplage des faisceaux

dépendent en réalité du temps et de la température, ce qui limite la préci-

sion de la correction d'erreur décrite dans ce brevet.

Le brevet des E.U.A. n 4 248 534 porte sur l'élimination d'erreurs qui sont induites dans des gyrolasers avec tremblement. Ce brevet décrit

l'utilisation d'un algorithme de régression pour minimiser le verrouillage.

Pendant une courte durée, de part et d'autre de la vitesse zéro, un tracé

de la vitesse de rotation est enregistré dans une mémoire d'ordinateur.

Lorsqu'il n'y a pas de verrouillage, ce tracé est une parabole. Des écarts par rapport à la parabole indiquent la vitesse à laquelle le verrouillage se produit.

Le brevet des E.U.A. n 4 473 297 porte sur l'utilisation de différen- -

ces de phase entre les composantes alternatives dans les faisceaux se propa-

geant en sens contraire, pour minimiser le verrouillage dans un gyrolaser.

Des signaux représentatifs des différences de phase dans les faisceaux sépa-

rés sont appliqués à un circuit d'entraînement de miroir qui entraîne deux miroirs de commande de longueur de cavité, pour commander la différence de phase. Il est indiqué dans ce brevet que la différence de phase préférée

entre les faisceaux pour le verrouillage minimal est de 180 .

Dans des systènes de gyrolasers tremblement qui existent à l'heure actuelle, on utilise un matériel élaboré d'excitation de tremblement pour produire la fréquence et l'amplitude appropriées pour les signaux qui sont appliqués aux transducteurs piézoélectriques. Un système de navigation doit

comprendre des capteurs pour mesurer des rotations autour de trois axes mu-

tuellement orthogonaux. On peut monter trois gyrolasers sur un bloc d'ins-

truments, sur trois surfaces mutuellement orthogonales, pour mesurer des

rotations du dispositif dans lequel le bloc d'instruments est monté. Des li-

gnes perpendiculaires à ces surfaces définissent les axes sensibles des trois gyrolasers.

Malheureusement, lorsqu'on applique un tremblement à l'un des gyro-

lasers, les axes sensibles des deux autres gyrolasers sont susceptibles de

s'écarter des lignes désirées. On appelle "mouvement conique" cette dévia-

tion des axes sensibles, du fait que l'axe sensible de chaque gyrolaser se

déplace en définissant un cône centré sur la ligne qui définit l'orienta-

tion désirée de l'axe sensible. La demande de brevet des E.U.A. n 740 371, déposée le 3 juin 1985, décrit un système d'excitation de tremblement dans

lequel on utilise des signaux générés par un ordinateur pour réduire le mou-

vement conique. Cette demande décrit l'excitation de chaque gyrolaser avec un signal d'excitation ayant une fréquence distincte; la génération d'un

signal représentatif du mouvement conique de chaque gyrolaser pladémodula-

tion des signaux pour déterminer les composantes du mouvement qui ne cor-

respondent pas à un mouvement autour de l'axe sensible désiré; l'élabora-

tion de composantes virtuelles de signal d'excitation, correspondant aux

composantes déviées par rapport à l'axe; et la combinaison des composan-

tes virtuelles de signal d'excitation avec les signaux d'excitation pour ré-

duire les composantes déviées par rapport à l'axe.

La présente invention procure un système d'excitation de tremblement qui évite la nécessité d'utiliser la majeure partie du matériel coûteux qui

est incorporé dans des systèmes antérieurs. Un système d'excitation de trem-

blement conforme à la présente invention comprend un ordinateur, un conver-

tisseur numérique-analogique, un filtre et un amplificateur de puissance.

Un système d'excitation de tremblement conforme à l'invention pour un gyrolaser comprend un châssis monté sur une articulation à flexion, de

façon que le châssis et l'articulation à flexion constituent un système mé-

canique ayant une fréquence de résonance connue. L'articulation à flexion est montée entre une base et le châssis, de façon qu'on puisse communiquer au châssis un mouvement de tremblement par rapport à la base. Le système d'excitation de tremblement comprend des moyens destinés à détecter la fréquence du tremblement, des moyens pour produire un signal numérique qui correspond à un signal d'excitation de tremblement spécifié, des moyens pour convertir le signal numérique en un signal d'excitation de tremblement

analogique correspondant, et des moyens pour commuter le signal d'excita-

tion de tremblement de façon à exciter à sa fréquence de résonance le sys-

tème comprenant l'articulation à flexion et le châssis.

Les moyens destinés à produire un signal numérique qui correspond à

un signal d'excitation de tremblement spécifié peuvent comprendre une mé-

moire morte qui fonctionne en table de sinus.

Le système de l'invention peut en outre comprendre des moyens des-

tinés à produire une forme d'onde numérique en sinus à deux états ou trois états qui constituent une approximation de la fonction sinus, des moyens pour produire une forme d'onde numérique en cosinus à deux états ou trois états qui constitue une approximation de la fonction cosinus et des moyens pour appliquer à l'articulation à flexion des tensions représentatives des

formes d'onde en sinus et en cosinus, en quadrature.

Un système d'excitation de tremblement conforme à l'invention peut

également comprendre des moyens destinés à former un signal numérique éla-

boré à partir des oscillations de tremblement; des moyens pour produire une

première forme d'onde numérique qui correspond à un premier signal d'exci-

tation de tremblement spécifié et à une première fréquence correspondante, la première forme d'onde numérique étant en phase avec le signal numérique représentatif du tremblement; des moyens pour produire une seconde forme

d'onde numérique qui correspond à un second signal d'excitation de tremble-

ment spécifié et à une seconde fréquence correspondante, la seconde forme

d'onde numérique étant en quadrature avec le signal numérique représenta-

tif du tremblement; des moyens pour exciter l'articulation à flexion avec

des signaux analogiques représentatifs des première et seconde formes d'on-

de numériques; des moyens pour démoduler le signal numérique représenta-

tif des oscillations de tremblement avec la première forme d'onde numéri-

que, pour obtenir un signal d'erreur en phase; des moyens pour démoduler le signal numérique représentatif des oscillations de tremblement avec la

seconde forme d'onde numérique, pour obtenir un signal d'erreur en quadra-

ture; et des moyens pour annuler le signal d'erreur en quadrature et pour

asservir le signal d'erreur en phase sur une valeur de référence prédéter-

minée.

Le procédé conforme à l'invention pour commander un système d'exci-

tation de tremblement pour un gyrolaser qui comprend un châssis monté sur

une articulation à flexion, de façon que le châssis et l'articulation à fle-

xion constituent un système mécanique ayant une fréquence de résonance connue, l'articulation à flexion étant montée entre une base et le châssis, de façon qu'on puisse communiquer au châssis un mouvement de tremblement par rapport à la base, comprend les étapes suivantes: on détecte la fréquence du tremblement, on produit un signal numérique qui correspond à un signal d'excitation de tremblement spécifié, on convertit le signal numérique en

un signal d'excitation de tremblement analogique correspondant, et on com-

mute le signal d'excitation de tremblement pour exciter l'articulation à

flexion à sa fréquence de résonance.

L'étape consistant à produire un signal numérique qui correspond à

un signal d'excitation de tremblement spécifié peut comprendre l'étape con-

sistant à appliquer un index à une mémoire morte qui fonctionne en table

de sinus.

Le procédé de l'invention peut en outre comprendre les étapes qui consistent à produire une forme d'onde numérique en sinus à deux états ou trois états qui constitue une approximation de la fonction sinus, à produire

une forme d'onde numérique en cosinus à deux états ou trois états qui cons-

titue une approximation de la fonction cosinus, et à appliquer à l'articula-

tion à flexion des signaux représentatifs de ces formes d'onde en sinus et

en cosinus, en quadrature.

Le procédé de l'invention peut comprendre les étapes suivantes; on forme un signal numérique représentatif des oscillations de tremblement; on produit une première forme d'onde numérique qui correspond à un signal d'excitation de tremblement spécifié, la première forme d'onde numérique étant en phase avec le signal numérique représentatif du tremblement; on

produit une seconde forme d'onde numérique qui correspond à un second si-

gnal d'excitation de tremblement spécifié, la seconde forme d'onde numéri-

que étant en quadrature avec le signal numérique représentatif du tremble-

ment; on excite l'articulation à flexion avec des signaux analogiques re-

présentatifs des première et seconde formes d'onde numériques; on démodule le signal numérique représentatif des oscillations de tremblement avec la première forme d'onde numérique, pour obtenir un signal d'erreur en phase

on démodule le signal numérique représentatif des oscillations de tremble-

ment avec la seconde forme d'onde numérique, pour obtenir un signal d'er-

reur en quadrature; et on annule le signal d'erreur en quadrature et on as-

servit le signal d'erreur en phase sur une valeur de référence prédéterminée.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux

compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisa-

tion et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un gyrolaser monté sur une structure de support; la figure 2 est une vue en plan du gyrolaser de la figure 1; la figure 3 illustre la formation de signaux de sortie de battements à partir du gyrolaser des figures 1 et 2; la figure 4 représente graphiquement la fréquence de battements de sortie d'un gyrolaser en fonction de la vitesse de rotation;

la figure 5 représente la lumière réfléchie vers l'avant et la lumiè-

re rétrodiffusée par un miroir du type pouvant être incorporé dans le gyro-

laser de la figure 1;

les figures 6A et 6B représentent la forme d'onde de sortie du gyro-

laser de la figure 1, pour des vitesses de rotation respectivement éloignées du seuil de verrouillage et proches du seuil de verrouillage;

la figure 7 représente graphiquement des signaux analogiques et numé-

riques représentatifs des signaux de sortie de deux photodétecteurs à bat-

tements incorporés dans le gyrolaser de la figure 1, juste avant et juste après une inversion du sens du mouvement de tremblement

la figure 8 est un schéma synoptique généralisé du système d'excita-

tion de tremblement conforme à l'invention; les figures 9(A)-9(C) représentent des formes d'onde qui peuvent être émises par le système qui est représenté sur les figures 1-8;

la figure 10 est un schéma synoptique plus détaillé du système d'ex-

citation de tremblement conforme à l'invention la figure 11 est un diagramme d'états qui illustre un modèle d'un filtre qui peut être incorporé dans le système de la figure 8, accouplé à

une articulation à flexion pour le mouvement de tremblement, d'un type pou-

vant être incorporé dans le gyrolaser des figures 1 et 2 la figure 12 est un diagramme d'états simplifié destiné à décrire le comportement en basse fréquence du système de la figure 10; et la figure 13 illustre graphiquement la réponse de l'articulation à flexion à des perturbations extemrnes, pour des systèmes en boucle ouverte

et en boucle fermée.

En considérant les figures I et 2, on voit un gyrolaser 10 qui est

monté sur un support 12. Le gyrolaser 10 est un exemple de nombreux dispo-

sitifs de ce type avec lesquels l'invention peut être mise en oeuvre, et

cette dernière n'est pas limitée au mode de réalisation particulier du gyro-

laser qui est représenté sur les figures 1 et 2 et est décrit ici.

Le gyrolaser 10 est supporté par un mécanisme d'articulation à flexion

14 monté dans un trou central 15 dans un châssis 20. Le mécanisme d'arti-

culation à flexion 14 peut comprendre un ensemble de ressorts 16-18 montés

entre le châssis 20 et le support 12. Le mode de réalisation qui est repré-

senté comprend trois ressorts, mais l'invention peut être mise en oeuvre avec n'importe quel nombre de ressorts. En considérant la figure 2, on note que les ressorts 16-18 peuvent se présenter sous la forme de rectangles

minces; l'application de l'invention n'est cependant pas limitée à des res-

sorts ayant de telles configurations.

En considérant la figure 2, on note qu'une paire de plaquettes piézo-

électriques 16A, 16B, 17A, 17B, 18A et 18B sont respectivement montées sur les ressorts 16-18. Toutes les combinaisons ressort et plaquette sont donc pratiquement les mêmes; on ne décrira donc Ici que le ressort 16 et les plaquettes piézoélectriques 16A et 16B. Les plaquettes piézoélectriques 16A

et 16B ont des configurations générales rectangulaires, et elles sont mon-

tées sur les côtés opposés du ressort 16. Les plaquettes piézoélectriques 16A et 16B sont de préférence montées sur le ressort 16 au moyen d'un agent

adhésif approprié.

La plaquette piézoélectrique 16A a une polarité définie de façon qu'elle se dilate ou se contracte sélectivement lorsqu'on lui applique un

signal d'excitation. La plaquette piézoélectrique 16B a également une pola-

rité définie et une paire d'électrodes opposées 26 et 28 sont connectées à cette plaquette. Les plaquettes piézoélectriques 16A et 16B peuvent avoir

des polarltés opposées, de façon que l'application du même signal d'excita-

tion provoque la dilatation d'une plaquette, par exemple la plaquette 16A, tandis que l'autre plaquette 16B se contracte. Si les plaquettes 16A et 16B

ont les mêmes polarités, les tensions d'excitation doivent avoir des pola-

rités opposées de façon à obtenir l'effet désiré consistant en une dilata-

tion et une contraction alternées. Les plaquettes piézoélectriques 17A, 17B,

18A et 18B ont des polarités et des tensions d'excitation pratiquement Iden-

tiques à celles des plaquettes piézoélectriques respectives 16A et 16B. Par conséquent, si les plaquettes piézoélectriques 16A, 17A et 18A se contractent tandis que les plaquettes piézoélectriques 16B, 17B et 18B se dilatent, les ressorts 16, 17 et 18 se déforment de façon que le châssis 20 tourne en

sens d'horloge autour du support 12. Un changement de signe du signal d'ex-

citation provoque une rotation du chassis 20 en sens inverse d'horloge au-

tour du support 12.

En considérant la figure 2, on note qu'une cavité 30 qui est formée dans le chassis 20 s'étend entre un ensemble de miroirs 32-35, qui guident

la lumière dans un chemin fermé à l'intérieur de la cavité 30. Un milieu am-

plificateur 38 est confiné à l'intérieur de la cavité 30. Le milieu amplifi-

cateur consiste de façon caractéristique en un mélange de gaz comprenant de l'hélium et du néon. L'application d'un signal d'excitation à une paire

d'anodes 42a et 42b et à une cathode 44 provoque des transitions entre ni-

veaux d'énergie dans le mélange gazeux, comme 11 est bien connu, pour pro-

duire des faisceaux lumineux cohérents se propageant en sens Inverse dans

la cavité 30.

Les deux faisceaux se propageant en sens inverse subissent un dépha-

sage Induit par une rotation lorsqu'ils se propagent dans la cavité 30, par

réflexions successives sur les miroirs 32-35, lorsque la cavité 30 tourne au-

tour de son axe normal. La vitesse de variation de la différence de phase des deux faisceaux se propageant en sens inverse est représentative de la vitesse de rotation du gyrolaser 10 autour de son axe normal. Du fait que la cavité 30 fonctionne en cavité résonnante pour les deux faisceaux, la fréquence de chaque faisceau est définie de façon très précise, ce qui fait

que les variations de déphasage sont détectables.

L'un des miroirs, par exemple le miroir 32, est partiellement transparent, de façon qu'une partie de chaque faisceau entre dans un prisme 48 qui est monté sur la face arrière du miroir 32. Le prisme 48 est conçu de façon à combiner, ou à faire battre, les faisceaux se propageant en sens Inverse, afin qu'ils interfèrent mutuellement avant de tomber sur une paire

de photodétecteurs 50A et SOB.

La figure 3A représente une vue de détail du miroir partiellement transparent 32 et du prisme de combinaison 48. Une partie de chacun des

faisceaux se propageant en sens d'horloge et en sens inverse d'horloge tra-

verse le miroir 32 et tombe sur le prisme 48. Les angles du prisme et l'orien-

tation du prisme coopèrent de façon à produire des réflexions internes de l'un des faisceaux, afin que les faisceaux soient pratiquement parallèles

lorsqu'ils émergent du prisme 48. Les champs électromagnétiques des fais-

ceaux s'ajoutent donc pour former une figure d'interférences consistant en franges lumineuses et sombres comme le montre la figure 3B. Une paire de photodétecteurs 50A et 50B détectent l'intensité des faisceaux combinés. Les signaux de sortie des détecteurs sont respectivement appelés ici signal de battement A, ou Bat A, et signal de battement B, ou Bat B. Une différence de fréquence entre le faisceau tournant en sens d'horloge et le faisceau tournant en sens inverse d'horloge, résultant d'une rotation du gyrolaser, se traduira par un mouvement de la figure d'interférences transversalement

aux détecteurs 50A et 50B. Par conséquent, le sens du mouvement des fran-

ges Identifie le sens de rotation. Chaque cycle complet de la figure d'inter-

férences correspond à une phase de 21T radians, soit un cycle de la fré-

quence de battement, et correspond donc à un Incrément de rotation angulai-

re fixe. Chaque apparition d'un cycle complet de la figure d'interférences produit un signal qu'on appelle signal de comptage de battement. Pour un gyrolaser 10 ayant une longueur de chemin de 28 cm, le facteur d'échelle

est d'environ 1,8 secondes d'arc de rotation par signal de comptage de bat-

tement.

La fréquence du signal de battement qui est produit lorsqu'il y a bat-

Il

tement des deux fréquences au niveau des détecteurs 50A et SOB, est direc-

tement proportionnelle à la vitesse de rotation du gyrolaser 10 autour de son axe normal. En considérant la figure 4, on note que lorsque la vitesse de rotation d'un gyrolaser 10 simple, sans polarisation, est réduite à la vitesse de verrouillage l L' les faisceaux se propageant en sens inverse se verrouillent à la même fréquence. Les fréquences des faisceaux se propageant en sens inverse sont les mêmes sur une plage de vitesses de rotation _*-L, qui est la plage d'insensibilité de verrouillage qui est représentée sur la

figure 4. Le signal de sortie du gyrolaser 10 devient non linéaire au voisi-

nage de la plage d'insensibilité, et ce signal s'écarte ainsi du signal de

sortie d'un gyrolaser idéal.

En considérant la figure 5, on note que le verrouillage a pour cause essentielle le rayonnement qui est rétrodiffusé par les miroirs 32-35. Du fait que les faisceaux se propageant en sens inverse tombent sur chacun des

miroirs 32-35 sous un angle d'incidence de 45 , des miroirs idéaux, parfai-

tement plans, ne produiraient aucun rayonnement rétrodiffusé. La partie prin-

cipale de chaque faisceau est réfléchie vers l'avant, par exemple à partir du miroir 32, conformément aux lois de la réflexion. Cependant, même si les

miroirs 32-35 sont de très haute qualité, des imperfections de surface pro-

duisent une certaine réflexion spéculaire de chaque faisceau dans toutes les directions. La lumière qui provient d'un faisceau et qui est rétrodiffusée dans un angle solide d'acceptation pour le faisceau dirigé à l'opposé, se couple à ce faisceau. L'angle solide d'acceptation dépend de la longueur d'onde de la lumière et du diamètre de la cavité 30. Pour un gyrolaser 10

carré de type caractéristique, ayant un angle d'incidence de 45 , une frac- tion d'environ 10"de la lumière qui est due à la réflexion spéculaire

totale

sur l'un quelconque des miroirs 32-35 est diffusée dans l'angle d'accepta-

tion du faisceau se propageant en sens inverse.

En considérant la figure 6A, on note que le signal de sortie du détec-

teur.50, en fonction du temps, est sinusoïdal, lorsque la vitesse de rota-

* tion est éloignée du seuil de verrouillage. En considérant la figure 6B, on note que lorsque la vitesse de rotation est proche du seuil de verrouillage, le signal de sortie du détecteur 50 présente une distorsion par rapport à la forme d'onde sinusoTdale désirée. Un gyrolaser de type caractéristique ayant une longueur de cavité de 28 cm, a un seuil de verrouillage d'eiviron /heure. Par conséquent, pour obtenir des résultats satisfaisants avec

le gyrolaser 10, il faut éviter non seulement le verrouillage, mais égale-

ment des vitesses de rotation proches de la plage d'insensibilité.

Même avec un tremblement, les effets résiduels du couplage entre les faisceaux se propageant en sens contraire ne sont pas négligeables. Pour de faibles vitesses de rotation, une erreur apparait dans la gyrolaser 10 aux points d'inversion du sens des oscillations de tremblement. Bien qu'elle soit aléatoire, cette erreur est une source d'erreur importante dans des capteurs

de rotation à gyrolaser. L'erreur de verrouillage résiduelle est d'une natu-

re correspondant à du bruit blanc dans la vitesse angulaire, ce qui conduit

à unedérive aléatoire de l'angle de sortie du gyrolaser. On exprime la dé-

rive aléatoire par le coefficient de dérive aléatoire du gyrolaser. La rela-

tion mathématique entre le coefficient de verrouillage, les paramètres de tremblement et le coefficient de dérive aléatoire est établie par Hammons et Ashby, dans "MechanicallyDithered RLG at the Quantum Limit", IEEE

NAECON 1978, et on pourra se référer à ce document.

En considérant la figure 8, on note qu'un ordinateur 100 applique un signal à un convertisseur numérique-analogique 102. L'ordinateur 100 peut

comprendre un microprocesseur (non représenté) qui écrit dans le convertis-

seur numérique-analogique 102 à une cadence élevée, par exemple 2048 Hz

ou 2400 Hz. Un registre dans l'ordinateur 100 est incrémenté à chaque ité-

ration pour déterminer l'état de la forme d'onde d'excitation qui est ap-

pliquée au convertisseur numérique-analogique 102. L'incrément est directe-

ment proportionnel à la fréquence d'excitation. Le registre peut être utili-

sé fondamentalement à titre d'index désignant une position d'une table de sinus. Pour des fréquences de tremblement caractéristiques dans la plage de

400 Hz, on utilisera environ cinq points par cycle, donnant un signal d'ex-

citation à une seule fréquence.

Le signal de sortie du convertisseur numérique-analogique 102 est ap-

pliqué à un filtre passe-bande 104 ayant une bande passante qui comprend les signaux dans la gamme de fréquence de 130 Hz à 1200 Hz. Le filtre 104 a pour but de procurer une erreur de phase proche de zéro à la fréquence de tremblement. On a trouvé qu'on obtenait des performances satisfaisantes lorsque la bande passante comprenait des fréquences allant d'environ un tiers de la fréquence de tremblement jusqu'à environ trois fois la fréquence de tremblement. Le signal de sortie du filtre est appliqué à un amplificateur de puissance 106, qui applique ensuite les signaux d'excitation amplifiés

aux transducteurs piézoélectriques 16A, 16B, 17A, 17B, 18A, 18B.

Du fait qu'une articulation à flexion de type caractéristique a un Q

mécanique d'environ 300, il n'est pas essentiel d'avoir un signal d'excita-

tion d'une seule fréquence. A cause du Q élevé, l'articulation à flexion os-

cillera principalement à sa fréquence de résonance, ce qui fait que l'articu-

lation à flexion 14 constitue elle-même un filtre très efficace pour élimi-

ner des harmoniques. On peut donc utiliser le registre pour commuter le signal d'excitation vers une valeur positive ou une valeur négative, ce qui produit une forme d'onde pratiquement carrée ayant une fréquence moyenne

désirée, mais avec une gigue de phase considérable à court terme. On réali-

se la commande d'amplitude en réglant le niveau qui est écrit dans le con-

vertisseur numérique-analogique 102.

Le signal d'excitation est bruyant et il comprend des harmoniques d'excitation, en plus des composantes de basse fréquence, à cause de la gigue de phase. Du fait du Q élevé de l'articulation à flexion, l'application du signal d'excitation bruyant aux transducteurs piézoélectriques produit un

mouvement résultant qui est presque entièrement à la fréquence fondamenta-

le. Aucune table à consulter n'est donc nécessaire. La seule chose néces-

saire est un test portant sur le bit de signe du registre qui est utilisé pour

la génération de fréquence.

Le filtre passe-bande 104 empêche l'excitation de résonances dans les cristaux qui sont utilisés pour former les transducteurs piézoélectriques. Le filtre 104 procure une phase proche de zéro dans la gamme de fréquence

Intéressante, tandis qu'il atténue les fréquences élevées comme les fréquen-

ces basses. Le circuit de la figure 8 permet l'utilisation d'un étage ampli-

ficateur de puissance à couplage en alternatif, ce qui permet une simplifi-

cation du circuit nécessaire pour réaliser l'interface entre l'amplificateur

et les transducteurs piézoélectriques.

Sans aucun matériel supplémentaire, il est possible de produire des signaux d'excitation en quadrature en utilisant les formes d'onde en sinus

et en cosinus à trois états qui sont représentées sur les figures 9(A) et 9(B).

On peut former des signaux d'excitation d'une phase arbitraire en pondérant les signaux en sinus et en cosinus. La combinaison des signaux en sinus et

en cosinus donne une forme d'onde ayant quatre états possibles. Le généra-

teur de fréquence peut alors utiliser seulement les deux bits supérieurs du

registre de compteur pour adresser l'état approprié. On peut également uti-

liser ces bits à titre de signal de démodulation pour obtenir des références en phase et en quadrature.

La figure 10 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation pré-

féré d'un circuit d'excitation, d'une articulation à flexion et d'un dispo-

sitif de commande qu'on peut utiliser pour mettre en oeuvre l'invention.

L'ordinateur du système produit des signaux d'excitation en phase et en quadrature. Une somme pondérée des signaux est appliquée aux transducteurs piézoélectriques pour donner la possibilité de régler à la fois l'amplitude et la phase. Le signal de sortie du capteur de déplacement du gyrolaser est

ensuite démodulé avec les deux phases du signal d'excitation.

La figure 10 montre le matériel de la figure 8 connecté à un bloc de logiciel 120. On peut décrire l'effet que le signal d'excitation exerce sur le système mécanique comprenant l'articulation à flexion et le châssis, en utilisant une fonction de transfert qui est la transformation du signal d'excitation pour donner le signal que fournit le capteur de déplacement 60 du gyrolaser. La fonction de transfert du système mécanique qui comprend l'articulation à flexion et le chassis est de la même forme que celle d'un circuit résonnant du second ordre. La forme de la fonction de transfert est bien connue d'après des analyses des équations différentielles qui décrivent des résonances du second ordre dans des systèmes mécaniques comme dans

des systèmes électriques. On peut écrire la fonction de transfert du systè-

me mécanique sous la forme de la transformée de Laplace K 2 + '

S 2 @ >X0

QO

dans laquelle K est une constante d'amplitude, uo est la fréquence de ré-

sonance, C est la variable du domaine des fréquences et s est l'opérateur

différentiel du domaine des temps. Les valeurs numériques spécifiques à uti-

liser dans la fonction de transfert dépendent de la structure et de la masse de l'articulation à flexion 14, ainsi que du moment d'inertie du chassis 20 en ce qui concerne des oscillations autour de l'axe sensible. Le signal de

sortie du capteur de déplacement 60 peut ensuite être démodulé pour déter-

miner l'amplitude du tremblement et sa phase par rapport au signal d'exci-

tation. Il est généralement souhaitable que le mouvement de tremblement

soit en phase avec le signal d'excitation.

Le bloc de logiciel 120 applique tout d'abord une transformation en Z, indiquée par le bloc 122, au signal de sortie qui p5rovient du capteur de déplacement 60. Un démodulateur 124 démodule le signal transformé avec l'onde en phase. L'onde démodulée est ensuite appliquée à un bloc de calcul de moyenne 126, qui peut être un filtre formant une moyenne mobile qui a une longueur de 8 échantillons. Le signal qui résulte du calcul de moyenne

est appliqué à un bloc 128 effectuant une sommation avec diminution de fré-

quence, qui réduit par exemple le signal de 2048 Hz à 256 Hz. Le signal qui résulte de la sommation avec diminution de fréquence est soustrait d'une valeur de référence dans un bloc de sommation 130, pour former un signal d'erreur en phase. Un bloc de compensation de réponse en fréquence 132

applique un gain direct, différentiel et intégral au signal d'erreur en pha-

se. Après compensation, le signal est utilisé pour fixer l'amplitude de l'on-

de en phase dans un bloc d'amplitude d'excitation en phase 134.

Le signal de sortie du bloc de transformation 122 est également ap-

pliqué à un démodulateur de phase en quadrature 138, qui démodule le signal avec l'onde en quadrature. Le signal démodulé est ensuite appliqué à un bloc de moyenne mobile 140, qui est pratiquement identique au bloc de

moyenne mobile 126. Le signal de sortie du bloc de moyenne mobile est en-

suite appliqué à un bloc 142 qui effectue une sommation avec diminution de fréquence. Le signal est ensuite appliqué à un bloc de compensation 144 qui est pratiquement identique au bloc de compensation 132. Après compensation, le signal est utilisé pour fixer l'amplitude de l'onde en quadrature dans un

bloc d'amplitude d'excitation en quadrature 146.

Les formes d'onde en phase et en quadrature provenant respectivement du bloc d'excitation en phase 134 et du bloc d'excitation en quadrature 146 sont additionnées ensemble dans un élément de sommation 136, et le signal résultant est appliqué au convertisseur numérique-analogique 102. Un retard d'une itération à 256 Hz se manifeste du fait que des données provenant d'une itération sont utilisées pour former un signal d'excitation pour l'itération

suivante. La combinaison de l'échantillonnage et du calcul de moyenne mobi-

le Introduit un autre retard d'un demi-cycle. Le calcul exige de façon ca-

ractéristique un retard d'un demi-cycle supplémentaire. Il est donc néces-

saire d'inclure dans la boucle deux retards correspondant à un cycle à 256 Hz.

La figure 11 est un diagramme d'états pour un modèle du filtre 104

et de l'articulation à flexion 14. Le filtre 104 est représenté par un ré-

seau passe-bande 147, et l'articulation à flexion 14 est représentée par le diagramme d'états 148 d'un circuit résonnant du second ordre classique. Le réseau passe-bande 147 comprend un circuit amplificateur 149 et une paire d'intégrateurs 150 et 152. Le signal de sortie de l'intégrateur 150 est x4 et le signal de sortie de l'intégrateur 152 est x3. Le diagramme d'états 148

comprend une paire d'intégrateurs 154 et 156. Le signal de sortie de l'lnté-

grateur 154 est x2 et le signal de sortie de l'intégrateur 156 est x1. En utilisant le modèle de la figure 11, on peut représenter la combinaison du filtre et de l'articulation à flexion 14 par l'équation d'état suivante xl 0 1 0 0 x1 O x2 -(o2 + a2) -2a 0 1 x2 -- _ X3 0 0 0 1 x3 X4 0 O.-Uel)2 -(Cl+<02 X4 F La transformée de Laplace de l'équation d'état est s -1 0 0 x1 0O 2 2 (coo2 + a) s + 2a 0 -1 x2 0 0 0 s -1 x3 0 F 0 ' 0 *2 S+01+02 x4 Cu2s dans laquelle le filtre est représenté par la fonction 2 et (8e*Jc1)(s u2) l'articulation à flexion est représentée par la fonction 11 I (S+a)2 + wo dans laquelle I est le-moment d'inertie de l'articulation à flexion 14 et

du chassis 20, et w Iet w 2 sont respectivement les fréquences limites in-

férieure et supérieure du filtre passe-bande. On peut écrire la transformée de Laplace sous la forme suivante s -1 0 0 X O k2 s + ki 0 -1 x2 0 O O s -1 X3 0O o o F 0 0 k4 s+k3 x F s dans laquelle k1 = 2a; k2 = uJo + a2; k3 = 1+ 2; et k4 = w 2 La résolution des équations exige l'inversion de la matrice du côté gauche de la transformée de Laplace et l'évaluation des transformées. La matrice inverse est s+2a 1 - _ _ _ _ s (s+a)2+w (s+a)2+ 0 ((s+a)2+0)(S+C1) (s+<,J ((s+a)2+w S)(s 4<t)s2) a2)2 (s+a)2+ 02 (s+a)2+c ((s+a)2+0<S+<D,Â)<S+j (2(s+a)2+< 2 s+1+c2 1 (S+(l) (S+(m2) (s +<o0)(s+>2)

0 --0 S

O <)1éDz (s+2X)(s+6az) L'inversion de ces transformées exige un effort considérable. Les solutions sont 2 i -e-at sin %t EFil (s+a)2+@ 0 o S -a 2 _ e-at sin t+ratccot a F12 (s+a)2+42o =D 2 Aoe" tt+Boe-t-i Coe-atcos aỏt+Doe-atsin mot ((s+a)2+Co)(S+COl)(>s.c2) F21 2 - Ale<"lt+Ble-Qr2t+Cleatcos COot+D1e-atsin Cot ((s+a)2+ccD)(s+(ol)(s+c.2) F22

52 A 2e-A +B2e-C 2t+C2e-atcos G)ot+O2e-atsin cot --

((s+a) +Co0)(s+CO)(s+c02) F23 1 I 1 [e-ret e---r]F2t > L-] =aF30 S(S+Wl) (0s+o2 (mro cûz-<1c (o2 =: [e-'lt-_ e-'t] - F31

(s+rm)(s+QJ 1 -

S -1

s Icoie"mlt -(c,2e"'2't]= F32 (s+c,1)(s+cz) t [n1-F Les coefficients sont définis par: 1oi 12 2 = 02- cl a2-2mla+ ( 1+ ( 0 i 1 B0o = ' 2 2 m01- r2 a2-2co2a+o 2 + 0 o 2a - c02 - C1l

2 2 2 2

GC -- (a2-2acl + a) 1 + (2O)(a2 -2ac2 + m 2 + 2o0) ((co1 - 2a) (02 -2a) (a2+ (O 2) il 0) +>)a--a> 2,-aC() DO ( -2 + o)(2-2aco2 +2, 22 + > Co A1 -e*lAo B1- --2Bo C1- woDo-aCo Dl -(cCo + aDo) A2 = ct2Ao B2 - (2Bo C2 =. ((2 -a2)C0 + 2ao0D0) D2 = 2acoC0- (co2 _ a2)D0o En appliquant les techniques d'inversion de matrice à la transformée de Laplace indiquée cidessus, on peut écrire la solution sous la forme suivante: x Fr12+ 2aFl1 Fi -o o2F21 F22 x-1)t _ --((o0 + a2)Fl 1 F12--)l(2F22 F23 x(n-) +

220 2

x3nW 0 F32+(col+r2)F31 F31 x(3nl)t x 0 0 --colo2F31 F32 X(n-1)t

-F21

-F22 'gcl;!n-1)At F30 F31

dans laquelle les Fjj sont évalués en utilisant les définitions données ci-

dessus, à t = A t. Ces termes Fi| sont donc des constantes.

Le modèle qui est représenté sur la figure 12 est une représentation simplifiée du comportement du démodulateur en basse fréquence. Le signal de sortie du système de la figure 12 représente l'enveloppe des oscillations de l'articulation à flexion en basse fréquence. Le signal d'excitation en phase est appliqué à un élément de sommation 160 qui applique un signal de

sortie à un intégrateur 162. Le signal de sortie de l'intégrateur 162 repré-

sente x2. Le signal de sortie de l'intégrateur 162 est ensuite appliqué à un second intégrateur 166, qui produit un signal de sortie représentatif de xi, c'est-à-dire le signal démodulateur en sinus. Le signal de sortie de

l'intégrateur 162 est multiplié par une constante a et il est ensuite ren-

voyé à l'élément de sommation 160. Le signal de sortie de l'intégrateur 162 est multiplié par une constante - E et Il est ensuite appliqué à un élément de sommation 168. L'élément de sommation 168 reçolt également en entrée

le signal d'entrée d'excitation en quadrature. Le signal de sortie de l'élé-

ment de sommation 168 est appliqué à un intégrateur 170. Le signal de sor-

tie de l'intégrateur 170 représente x3. Le signal de sortie de l'lntégrateur est ensuite appliqué à un second intégrateur 172, qui produit un signal

représentatif de x4, c'est-à-dire le signal démodulateur en cosinus. Le si-

gnal de sortie de l'intégrateur 170 est multiplié par une constante a et il est ensuite renvoyé vers l'élément de sommation 168. Le signal de sortie de

l'intégrateur 168 est multiplié par une constante E et il est ensuite ap-

pliqué à l'élément de sommation 160. Les équations d'état et les transfor-

mées de Laplace sont plus simples que celles données ci-dessus pour le mo-

dèle représenté sur la figure 11. L'équation différentielle d'état est

I 0 0 XI 0

X1 1 O x1 0 X2 O -a e O X2 Ds x3 O0 -e -a 0 x3 D

X4 0 0 1 0 X4 O

La transformée de Laplace pour le modèle simplifié est s -1 0 0 X xIO 0 Ds O s+a -e O X2 X20 Ut Dc O E s + aO x3 X30 s

0 O -1 S X4 X40 O

La solution des équations pour x2 et x3 est X2 s+a E 2 S i + (s+a)2 +e2 Xe S+a x5Dc -'s+a 3 Les solutions pour xi et x4 sont données par: x x2 + x1o

S S

et x3. x40 x4 =_ X40 s s En utilisant Fllet F12 définis précédemment, avec w remplacé par et avec les définitions suivantes: F - a2+e2 (I1 - e- at (asin et + COS et)) et 2a a2 -2 = a2+e 2-= ( 21 - e-at Cos et)+ a2 + E2 e-at sin t e 1 (t,

on peut écrire de la façon suivante la matrice d'actualisation de la solu-

tion xr1 t 1 F11+aF1 F0 Fo X(1O X2nt 0 F12+aF11 úFll 0 x(2n"l)t

2M 2

X3ut 0 --EF11 F12+aFlI 0 X(nO)

3 3

40 -Eto F10 F11+aFlo 1 x( l) Fio+ aFl-1 eF. l-1 D(n-1)At F10+ aFl Fo - D() At

cFjo--

C --úF10 À Fi1+ aF10 -eFI-1 Flo+ aFl-1 avec les constantes Fij évaluées à t = A t. La matrice d'actualisation de la solution est une matrice qu'on utilise pour actualiser la solution d'une

Itération à la suivante.

La figure 13 est une représentation graphique de la réponse de l'ar-

ticulation à flexion à des perturbations externes. Elle montre à la fois la réponse en boucle ouverte et la réponse en boucle fermée. Le dispositif de commande atténue considérablement des perturbations dans les limites de sa largeur de bande. Les structures et les procédés représentés et décrits ici illustrent

les principes de l'invention. On peut donc apporter des modifications à l'in-

vention telle qu'elle est décrite et représentée ici, sans sortir de son cadre.

Claims (28)

REVENDICATIONS

1. Un système d'excitation de tremblement pour un gyrolaser (10) qui comprend un châssis (20) monté sur une articulation à flexion (14) ayant une fréquence de résonance, l'articulation à flexion étant montée entre une base (12) et le chassis (20), de façon qu'on puisse communiquer au chassis un mouvement de tremblement par rapport à la base, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (60) pour détecter la fréquence du tremblement;

des moyens (100) pour produire un signal numérique qui correspond à un si-

gnal d'excitation de tremblement spécifié; des moyens (102) pour convertir

le signal numérique en un signal d'excitation de tremblement analogique cor-

respondant; et des moyens (106) pour commuter le signal d'excitation de

tremblement afin d' exciter l'azticulation à fleudon à la frquerre d Isonrance.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (100) destinés à produire un signal numérique qui correspond à un signal

d'excitation de tremblement spécifié comprennent une mémoire morte qui fonc-

tionne en table de sinus.

3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il com-

prend en outre des moyens (160, 162, 166) pour produire une forme d'onde numérique en sinus qui constitue une approximation de la fonction sinus des moyens (168, 170, 172) destinés à produire une forme d'onde numérique en cosinus qui constitue une approximation de la fonction cosinus; et des

moyens pour appliquer à l'articulation à. flexion (14) des' tensions repré-

sentatives des formes d'onde numériques en sinus en cosinus.

4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les formes

d'onde en sinus et en cosinus sont des formes d'onde à deux états.

5. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les formes

d'onde en sinus et en cosinus sont des formes d'onde à trois états.

6. Système d'excitation de tremblement pour un gyrolaser (10) qui comprend un châssis (20) monté sur une articulation à flexion (14) ayant une fréquence de résonance, l'articulation à flexion étant montée entre une base (12) et le châssis (20), de façon qu'on puisse communiquer au chassis un mouvement de tremblement oscillatoire par rapport à la base, caractérisé

en ce qu'il comprend: des moyens (60) pour former un signal numérique re-

présentatif des oscillations de tremblement; des moyens (134, 136) pour produire une première forme d'onde numérique qui correspond à un signal et une fréquence d'excitation de tremblement spécifiés, la première forme d'onde numérique étant en phase avec le signal numérique représentatif du tremblement; des moyens (146, 136) pour produire une seconde forme d'onde numérique qui correspond à un signal et une fréquence d'excitation de

tremblement spécifiés, la seconde forme d'onde numérique étant en quadra-

ture avec le signal numérique représentatif du tremblement; des moyens (102, 104, 106) pour exciter l'articulation à flexion (14) avec des signaux analogiques représentatifs des première et seconde formes d'onde numériques

des moyens (124) pour démoduler le signal numérique représentatif des os-

cillations de tremblement avec la première forme d'onde numérique, afin d'obtenir un signal d'erreur en phase; des moyens (138) pour démoduler le

signal numérique représentatif des oscillations de tremblement avec la secon-

de forme d'onde numérique, pour obtenir un signal d'erreur en quadrature et des moyens (144, 132) pour annuler le signal d'erreur en quadrature et

asservir à une valeur de référence prédéterminée le signal d'erreur en phase.

7. Système d'excitation de tremblement pour un gyrolaser (10) qui comprend un chassis (20) monté sur une base (12) au moyen de ressorts d'articulation à flexion (14), pour communiquer au chassis (20) un mouvement de tremblement autour d'un axe sensible défini, par rapport à la base (12), caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (60) pour produire un signal de tremblement qui est une mesure du mouvement de tremblement du châssis (20) par rapport à la base (12); des moyens pour produire un premier signal

sinusoïdal ayant une fréquence pratiquement égale à une fréquence de réso-

nance prédéterminée de l'articulation à flexion (14) et du chassis (20); des

moyens pour produire un second signal slnusoïdal en quadrature avec le pre-

mier signal sinusoïdal et à la même fréquence que celui-ci; des moyens (124, 126, 128) pour déterminer la différence de phase entre le signal de tremblement et le premier signal sinusoïdal, pour produire un signal d'erreur

en phase; des moyens (138, 140, 142) pour déterminer la différence de pha-

se entre le signal de tremblement et le second signal sinusoïdal, pour pro-

duire un signal d'erreur en quadrature; et des moyens (144, 146; 132, 134) pour annuler le signal d'erreur de phase en quadrature et pour asservir sur

une valeur de référence prédéterminée le signal d'erreur en phase.

8. Système d'excitation de tremblement selon la revendication 7,

caractérisé en ce que les moyens destinés à produire un premier signal si-

nusoTdal et les moyens destinés à produire un second signal sinusoïdal com-

prennent respectivement des moyens destinés à produire un signal consistant en une approximation numérique d'un signal sinusoïdal.

9. Système d'excitation de tremblement selon la revendication 8, caractérisé en ce que les signaux consistant en approximations numériques

ont des valeurs d'amplitude à deux niveaux.

10. Système d'excitation de tremblement selon la revendication 8, caractérisé en ce que les signaux consistant en approximations numédques

ont des valeurs d'amplitude à trois niveaux.

11. Système d'excitation de tremblement selon la revendication 8,

caractérisé en ce qu'il comprend des moyens destinés à établir une approxi-

mation numérique du signal de tremblement.

12. Système d'excitation de tremblement selon la revendication 11, caractérisé en ce que les signaux consistant en approximations numériques

ont des valeurs d'amplitude à deux niveaux.

13. Système d'excitation de tremblement selon la revendication 11, caractérisé en ce que les signaux consistant en approximations numériques

ont des valeurs d'amplitude à trois niveaux.

14. Système d'excitation de tremblement selon l'une quelconque des

revendications 7 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens

de conversion numérique-analogique (102) pour convertir les signaux consis-

tant en approximations numériques, de façon à donner des signaux analogiques

sinusoTdaux ayant la même relation de phase.

15. Procédé pour commander un système d'excitation de tremblement

pour un gyrolaser (10) qui comprend un chassis (20) monté sur une articula-

tion à flexion (14) ayant une fréquence de résonance, l'articulation à fle-

xion étant montée entre une base (12) et le châssis (20), de façon qu'on puisse communiquer au châssis un mouvement de tremblement par rapport à la base, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes on détecte la fréquence du tremblement; on produit un signal numérique qui correspond à un signal d'excitation de tremblement spécifié; on convertit

le signal numérique en un signal d'excitation de tremblement analogique cor-

respondant; et on commute le signal d'excitation de tremblement pour ex-

citer l'articulation à flexion (14) à sa fréquence de résonance.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'opéra-

tion consistant à produire un signal numérique qui correspond à un signal

d'excitation de tremblement spécifié comprend l'opération consistant à ap-

s pliquer un index à une mémoire morte qui fonctionne en table de sinus.

17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il com-

prend en outre les opérations suivantes: on produit une forme d'onde numé-

rique en sinus qui constitue une approximation de la fonction sinus; on

produit une forme d'onde numérique en cosinus qui constitue une approxima-

tion de la fonction cosinus; et on applique à l'articulation à flexion (14) des tensions représentatives des formes d'onde numériques en sinus et en

cosinus, en quadrature.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il com-

prend les opérations qui consistent à produire les formes d'onde numériques

en sinus et en cosinus sous la forme de formes d'onde à deux états.

19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il com-

prend les opérations qui consistent à produire les formes d'onde numériques

en sinus et en cosinus sous la forme de formes d'onde à trois états.

20. Procédé pour commander un système d'excitation de tremblement

pour un gyrolaser (10) qui comprend un chassis (20) monté sur une articula-

tion à flexion (14) ayant une fréquence de résonance, l'articulation à fle-

xion (14) étant montée entre une base (12) et le châssis (20), de façon

qu'on puisse communiquer au chassis un mouvement de tremblement oscil-

latoire par rapport à la base (12), caractérisé en ce qu'il comprend les opé-

rations suivantes: on forme un signal numérique représentatif des oscil-

lations de tremblement, on produit une première forme d'onde numérique qui

correspond à un signal et une fréquence d'excitation de tremblement spéci-

fiés, la première forme d'onde numérique étant en phase avec le signal nu-

mérique représentatif du tremblement; on produit une seconde forme d'onde

numérique qui correspond à un signal et une fréquence d'excitation de trem-

blement spécifiés, la seconde forme d'onde numérique étant en quadrature

avec le signal numérique représentatif du tremblement; on excite l'articu-

lation à flexion (14) avec des signaux analogiques représentatifs des pre-

mière et seconde formes d'onde numériques; on démodule le signal numéri-

que représentatif des oscillations de tremblement avec la première forme

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d'onde numérique, pour obtenir un signal d'erreur en phase; on démodule le signal numérique représentatif des oscillations de tremblement avec la

seconde forme d'onde numérique pour obtenir un signal d'erreur en quadra-

ture; et on annule le signal d'erreur en quadrature et on asservit sur une valeur de référence prédéterminée le signal d'erreur en phase.

21. Procédé pour commander un système d'excitation de tremblement pour un gyrolaser (10) qui comprend un châssis (20) monté sur une base (12) par des ressorts d'articulation à flexion (14), pour communiquer au châssis

(20) un mouvement de tremblement autour d'un axe sensible défini, par rap-

port à la base (12), caractérisé en ce qu'il comprend les opérations sui-

vantes: on produit un signal de tremblement qui est une mesure du mouve-

ment de tremblement du châssis (20) par rapport à la base (12); on pro-

duit un premier signal sinusoïdal ayant une fréquence qui est pratiquement

égale à une fréquence de résonance prédéterminée de l'articulation à fie-

xion (14) et du chassis (20); on produit un second signal sinusoTdal en phase avec le premier signal sinusoTdal, et ayant la même fréquence que

celui-ci; on détermine la différence de phase entre le signal de tremble-

ment et le premier signal sinusoïdal, pour produire un signal d'erreur en phase; on détermine la différence de phase entre le signal de tremblement

et le second signal sinusoTdal, pour produire un signal d'erreur en quadra-

ture; et on annule le signal d'erreur en quadrature et on asservit sur une

valeur de référence prédéterminée le signal d'erreur en phase.

22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que les opé-

rations consistant à produire un premier signal sinusoidal et à produire un second signal sinusoïdal canpoennent respectivement l'opération qui consiste à produire un signal consistant en une approximation numérique d'un signal sinusoTdal.

23. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il com-

prend l'opération qui consiste à former les signaux consistant en approxima-

tions numériques de façon qu'ils aient des valeurs d'amplitude à deux niveaux.

24.Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il com-

prend l'opération qui consiste à former les signaux consistant en approxima-

tions numériques de façon qu'ils aient des valeurs d'amplitude à trois niveaux.

25. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il com-

prend l'opération qui consiste à établir une approximation numérique du si-

gnal de tremblement.

26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il com-

prend l'opération qui consiste à former les signaux consistant en approxi-

mations numériques, de façon qu'ils aient des valeurs d'amplitude à deux niveaux.

27. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il com-

prend l'opération qui consiste à former les signaux consistant en approxi-

mations numériques, de façon qu'ils aient des valeurs d'amplitude à trois niveaux.

28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 27, ca-

ractérisé parl'opération qui consiste à convertir les signaux consis-

tant en approximations numériques, pour donner des signaux analogiques si-

nusordaux ayant la mémerelation de phase.