激光陀螺抖动偏频优化研究

基于频率调制理论,分析、仿真计算了正弦抖动偏频和优化后的正弦抖动偏频条件下,激光陀螺输入-输出曲线的特点.结果表明:正弦抖动偏频时激光陀螺的输入-输出曲线在抖动频率的倍频点处存在着动态锁区,其宽度与激光陀螺静态锁区、抖动角振幅有关.采用优化后的正弦抖动偏频可以很好地克服动态锁区,大大提高激光陀螺输入-输出曲线的线性度.试验对比了正弦抖动偏频和优化后的正弦抖动偏频条件下激光陀螺的输出性能.试验结果表明:采用优化后的正弦抖动偏频显著提高了陀螺准确度.

抖动偏频激光陀螺整周期采样对捷联惯导姿态解算的影响

抖动偏频激光捷联惯导系统中,三个激光陀螺之间机械抖动频率一般互不相同.当陀螺输出采用整周期锁存方式时,导航计算机定时采样系统采集到的三个陀螺信号,隐含着陀螺输出的不同步,在捷联惯导解算中将产生姿态解算的不可交换误差,在圆锥运动环境下误差更加严重.介绍了整周期采样时陀螺输出的不同步现象,在圆锥运动条件下对不同步问题进行仿真,仿真结果表明不同步是引起姿态解算误差的主要因素,不同步误差远远超过同步采样条件下的姿态解算误差,因此在捷联惯导系统角运动剧烈时应当予以重视.

基于FPGA的抖动偏频激光陀螺高精度信号解调

分析了抖动偏频激光陀螺信号的解调原理,提出了一种利用数字信号处理技术并采用FPGA实现的抖动解调方法；通过对激光陀螺脉冲计数值高速采样并采用数字滤波器滤波处理,可以有效消除抖动引起的信号噪声,得到所需的惯性角速率测量信息；增加数字预滤器,以滤除陀螺脉冲输出信号中的尖峰或毛刺干扰,可以进一步提高解调精度；为满足实时性要求,该方法采用FPGA来实现；实验表明,相对整周期采样解调,此方法提高了解调精度。

激光陀螺机械抖动偏频对等效转动矢量姿态计算的影响

研究了激光陀螺机械抖动偏频影响等效转动矢量姿态计算精度的机理。用双子样N次迭代算法推导了载体实际姿态角运动与机械抖动发生谐振时产生的姿态计算误差项,指出其误差作用机理与惯性导航比力方程计算中划摇误差的相似性。针对三轴激光陀螺共一个机械抖动轴和3个单轴激光陀螺构成惯性组合两种情况进行了讨论。根据对静态条件下惯性组合中激光陀螺采样信号的功率谱密度分析,指出当采样频率较低时,会产生与抖动有关的低频周期分量,与低频的载体姿态运动谐振将产生姿态计算误差,应尽量提高采样频率及等效转动矢量计算频率。

机械抖动偏频激光陀螺静态测角方法

阐述采用机械抖动偏频激光陀螺进行静态角度测量的原理,分析测角随机误差与激光陀螺角随机游走系数、测量时间的关系,通过转台分度误差实验验证了测角随机误差公式。采用排列互比法对测角系统误差和转台分度误差进行分离。实验与理论分析表明,静态测角方法具有良好的环境适应性和稳定性,测角随机误差优于0.26″,系统误差优于1″。最后分析了进一步减小测角随机误差和系统误差的措施。

激光陀螺抖动偏频研究

激光陀螺抖动偏频技术是克服闭锁的一个重要措施,它对激光陀螺的精度影响极大。本文对抖动编频技术中的主要问题进行了研究。对谐振频率的确定、如何获得大的抖动振幅、振幅稳定与测量等问题进行了大量的实验研究,取得有重要使用价值的结果。

激光陀螺抖动偏频解调与微小角速度检测

—本文讨论了激光陀螺抖动偏频解调与微小角速度检测的主要技术难点。针对难点，在整周期采样解调基础上提出了脉冲边沿触发鉴相解调方案，同时对该方案的合理性进行了详细分析和理论证明。文章最后指出，该方案对大角速度的高精度检测同样适用。

基于优化抖动偏频的激光陀螺仿真研究

为了克服激光陀螺的闭锁效应,分析了闭锁效应产生的机理,提出了优化的抖动偏频,设计了激光陀螺抖动系统。然后利用MATLAB软件对优化抖动偏频条件下的激光陀螺开展仿真研究。结果表明:抖动偏频激光陀螺存在着动态锁区,采用优化后的抖动偏频可以很好地克服动态锁区,提高了激光陀螺输入-输出曲线的线性度和陀螺准确度。

抖动偏频激光陀螺速率阈值特性研究

本文从理论上分析了正弦抖动偏频激光陀螺速率阈值特性，提出了一种用于测试抖动偏频激光陀螺速率阈值的试验方案。结果表明激光陀螺在零速率处存在与理论相符合的小死区，动态锁区值与陀螺速率阈值具有确定的对应关系.

激光陀螺抖动偏频电路的设计与实现

目前消除激光陀螺闭锁误差常用的方法是采用机械抖动偏频及向抖动驱动信号中注入随机噪声。根据某型激光捷联惯导系统所选用的激光陀螺的特性,采用微控制器、锁相环及D/A转换器等器件设计了激光陀螺抖动及加噪电路。该电路具有抖动起振快、加噪简单有效、工作可靠性高等特点,并具有自检测功能。从设计的激光捷联惯导系统实际运行看,该电路能很好地满足系统功能及性能要求。

抖动偏频激光陀螺的抖动控制器

在克服传统抖动控制器缺点的基础上，设计了一种运用自激振荡及自动增益控制技术的新型抖动控制器。实验表明：该抖动控制器能够较好地保持偏频的稳定。

抖动偏频激光陀螺仪的频域分析

本文在频域范围内从理论上推导了机械抖动偏频激光陀螺仪动态锁区产生的机理，并进行了仿真计算，得出了几点有益的结论，为抖动加噪提供了理论依据。

抖动偏频激光陀螺仪过锁误差的探讨

本文在理论上分析了抖动偏频激光陀螺仪标度因数误差与闭锁阀值、抖动偏频量的关系，并用Matlab对其关系进行了仿真计算，验证了激光陀螺仪输入角速率在抖动偏频量附近由抖动偏频造成的标度因数非线性最为严重、速率测量误差最大的结论。

激光陀螺的偏频技术及偏频系统

激光陀螺的偏频技术及偏频系统滕云鹤田伟（清华大学精密仪器系北京１０００８４）迄今为止环形激光陀螺ＲｉｎｇＬａｓｅｒＧｙｒｏ（ＲＬＧ）是光学陀螺中精度最高的陀螺，也是在高精度惯性导航中应用最广泛的陀螺之一。由于环形激光陀螺的谐振腔中存在着各种损耗，尤其...

机械抖动对机抖激光陀螺稳频装置的影响

分析了机抖激光陀螺中偏频系统通过机械抖动对稳频装置施加作用力的影响。此力主要通过沿抖动切线方向调制卡盘组件,并改变环形腔腔长,引起激光频率相对变化达10-7量级。实验表明,激光功率调制量随着卡盘组件质量增大和偏频量增加而增加,从而影响零偏稳定性。提高卡盘在抖动切线方向的刚度,减少其质量或采用丝杆与槽片点接触等技术措施,能减少机械抖动对稳频装置的影响,另外,对机抖陀螺应选择合适的偏频量。

椭圆锥动效应对机械抖动激光陀螺振动特性的影响

对机械抖动激光陀螺的振动特性进行了理论分析,得到了水平振动下陀螺测量敏感轴存在椭圆锥动效应,并得出了该锥动效应引起的陀螺输入角速度表达式。利用有限元分析软件ANSYS,对机械抖动激光陀螺进行了随机振动分析,仿真证实了锥动效应的存在,并采用物理方法试验验证了椭圆圆锥运动的存在及其锥动幅角的大小。通过数值仿真与分析,指出了减小锥动效应,提高陀螺振动性能的有效措施是增大抖动偏频机构的横向抗弯刚度。改进设计的试验结果表明,采用大横向抗弯刚度的新型抖动偏频机构使陀螺的抗振性能提高了4倍多。

激光陀螺数字抖动控制方法与特性

针对传统的模拟抖动控制系统体积大、灵活性差的缺点,设计了一种基于单片机的新的激光陀螺数字抖动控制方法,建立了陀螺抖动的数学模型,比较研究了传统的模拟正弦波驱动和新的数字方波驱动的抖动特性,指出了后者不同于前者的抖幅变化律及非线性的随机噪声注入方式。仿真和实验证明,该方法能很好满足激光陀螺抖动控制要求,保证陀螺性能。

激光陀螺全数字抖动控制方法研究

针对传统机抖激光陀螺模拟偏频系统体积大、难于控制的缺点,设计了一种基于FPGA的全数字抖动控制方案,提出了数字抖动控制原理,分析了数字方波驱动信号的性能,实现了伪随机噪声的生成和注入。仿真和实际应用说明该方案满足激光陀螺对抖动系统的要求。

环形激光陀螺仪机械抖动系统的进展

文章在简单介绍了锁区成因及各种偏频技术之后，着重总结了目前关于机械抖动偏频领域内的相关理论和技术应用研究状况，其中技术应用研究重点是机械抖动机构的改进，机械抖动驱动和抖动参数的稳定控制以及机械抖动误差补偿，同时对采用机械抖动偏频的RLG的未来发展进行了展望。

激光陀螺的偏频技术

综述了几种主要的偏频技术,比较了目前卓有成效的速率偏频技术和机械抖动偏频技术;概述了速率偏频、机抖偏频和四频差动激光陀螺的国内外研究现状。