数字闭环光纤陀螺频率特性的计算和测试方法

建立数字闭环光纤陀螺FOG(fiber opticsgyroscopes)的数学模型 ,得到描写模型的差分方程 ,推导出与之对应的微分方程和传递函数 .分析传递函数与FOG模型的误差 ,得出数字闭环FOG频率特性的计算方法 .研究在普通速率转台测试数字闭环FOG频率特性的方法 .并将测试数据与计算数据加以比较验证 .计算和测试的结果证明了该计算的测试方法是准确和有效的 .

数字闭环光纤陀螺信号处理方法研究

着重对全数字闭环光纤陀螺的信号处理方法进行了详细分析,研究了A/D和D/A转换器对光纤陀螺测试精度的影响,证明了通过数字滤波的方法提高光纤陀螺测试精度的可行性。

数字闭环光纤陀螺死区机理分析

结合工程实际,对基于集成光学多功能芯片的数字闭环光纤陀螺中的死区机理进行理论分析,并进行了实验验证。相位调制器的模拟驱动电压信号在数字反馈阶梯波复位作用下能产生不同的工作模式,探测器的输出微弱信号因此受到幅值和相位均不同的电子串扰。以方波调制和四态波调制为例,研究了光纤陀螺中电子串扰的作用方式、电子串扰的转换方式和形成死区的过程等问题。在上述基础上,根据需要设计了专门的可编程的光纤陀螺高速数据采集电路,对死区机理进行了研究试验。最后还从优化陀螺电路印制板设计和优化信号调制解调算法等方面进行阐述,以解决数字闭环光纤陀螺死区问题。

集成光学芯片的闭环光纤陀螺研究

简要分析集成光学芯片闭环光纤陀螺的构成。

闭环光纤陀螺中铌酸锂相位调制器的附加强度调制及其影响

铌酸锂相位调制器是锯齿波调制闭环光纤陀螺的关键器件。本文就钛内扩散铌酸鲤相位调制器及其锯齿波驱动电路不理想而导致的边带抑制进行了理论分析和仿真研究。重点讨论了附加强度调制对边带抑制影响的特点，提出了减小这类误差应采取的技术措施。这为提高闭环光纤陀螺标度因数的线性度提供了理论依据。

数字闭环光纤陀螺死区机理研究与抑制

在数字闭环光纤陀螺中,死区产生及其附近噪声特性恶化的主要因素可以归结于施加在相位调制器上信号的串扰。根据死区产生机理的不同,提出了偏置相位调制和阶梯波反馈调制两种死区串扰误差因素的观点。通过对这两种死区误差机理的分析和比较,提出了采用模拟相加反馈方案可以避免偏置相位调制死区误差的观点。采用速率转台法测试了光纤陀螺的死区特性,验证了理论仿真和计算的正确性。最后,通过采用三角波相位抖动抑制死区误差技术,将一种高精度光纤陀螺0.08(°)/h的死区误差抑制到0.001(°)/h以下。

双闭环光纤陀螺控制回路研究

本文讨论了采用数字锯齿波和方波调制方案的闭环光纤陀螺系统的实现。在此基础上 ,进一步研究了针对消除由于斜坡复位幅度 2 π不精确给系统带来的误差而设计的第二闭环回路 (幅值回路 )。结果表明 :第二闭环回路的加入能很好地在短时间内消除由复位幅度 2

闭环光纤陀螺方波调制失真的影响与消除

数字闭环光纤陀螺仪测量角速度时,采用方波调制引起的各种失真会对输出结果产生影响。基于傅里叶级数建立包含失真噪声的闭环光纤陀螺方波调制、解调信号模型,对各种调制失真引起的输出误差进行了仿真分析,并提出一种双极型归零脉冲方波解调方法,用于消除方波调制闭环光纤陀螺仪的输出信号误差。仿真结果表明:采用常规方波解调时,调制信号的相位失真、方波脉宽失真、谐波失真以及梳状噪声脉冲对光纤陀螺仪输出有很大影响,测量角速度相对误差可达1%量级。采用双极型归零脉冲方波解调时,上述调制失真的影响都得到有效的减小,陀螺仪测量角速度相对误差只有0.1%量级,降低了一个数量级,说明文中提出的双极型归零脉冲方波解调方法对提高闭环陀螺的测量精度和稳定性有重要意义。

光源功率波动对闭环光纤陀螺输出的影响

在全数字闭环干涉式光纤陀螺基础上 ,推导出了闭环光纤陀螺输入输出的表达式 ,指出了在角加速度存在的情况下 ,光源功率的波动产生陀螺的输出误差 ,通过仿真得出了角加速度与光源功率波动对陀螺输出影响之间的关系。

基于DSP的全数字闭环光纤陀螺检测

介绍了一种基于DSP和可编程逻辑器件的全数字光纤陀螺闭环检测方案———数字相位斜坡技术,讨论了采用该方案的电路设计具体问题。很好地解决了标度因子线性度及大的动态范围等问题。

闭环光纤陀螺零偏与标度因数的综合补偿

温度特性和非线性是影响光纤陀螺精度的重要因素,为研究闭环光纤陀螺的复合模型及补偿方法,在组建的测试系统下,在全温范围内各速率点处分别测试闭环光纤陀螺仪的标度因数和零偏。根据所测结果,分别建立与温度、速率相关的零偏和标度因数非线性模型,采用多项式回归分析的方法确定模型的参数。通过实测验证:建立的模型能够较好地反应光纤陀螺的温度与标度因数非线性特性,采用该模型对IFOG进行综合补偿后,其精度有了较大的提高。相比于传统方法,该方法简单,可靠,经济且易于实现。

闭环光纤陀螺的输出误差特性研究

针对工程实际的需要,通过对闭环光纤陀螺模型参数的对比研究,分析了闭环光纤陀螺零偏稳定性的变化,并利用Allan方差具体分析了闭环光纤陀螺的输出误差特性中的角随机游走、零偏不稳定性、速率漂移斜波等的变化,从中找出规律性的关系。

闭环光纤陀螺中的死区抑制技术研究

研究了闭环光纤陀螺中死区误差的产生机理,并对死区现象进行了仿真。提出了一种消除或减小死区误差的电学方法。实验表明,采用三角波补偿信号可有效抑制闭环光纤陀螺中死区误差。

闭环光纤陀螺的死区现象及克服死区实验

克服死区是闭环光纤陀螺设计中需要考虑的重要问题。运用适当的小角速度测试方法测得了闭环光纤陀螺输出信号中的死区。采用了一种简便的偏置输出相移信号的方法以克服闭环光纤陀螺输出信号中的死区。实验表明 。

闭环光纤陀螺调制非线性度的测试方法研究

反馈调制回路是闭环光纤陀螺的重要组成部分,反馈回路器件本身以及温度变化造成的调制非线性直接影响光纤陀螺的调制解调过程。为了实现对反馈回路调制非线性度的精确测量,提出了一种新颖的六态波调制方案。利用第二闭环解调序列与第一闭环解调序列正交的原理,消除陀螺输入角速度对反馈回路调制非线性度测试的影响;利用数字式平均处理,消除温度漂移的影响;利用调制波幅值较大的优势,激发出反馈回路微弱的非线性误差。进而,分析了六态波调制方案测试反馈回路非线性度的原理,并推导出解调值与非线性误差的关系。实验结果表明,新的六态波调制方案对于反馈回路非线性度的测试有效,简单易行,对于促进光纤陀螺标度因数线性度的改善具有重要的意义。

非理想闭环光纤陀螺零偏与光功率的关系

理论分析了非理想工作状态下闭环光纤陀螺的输出与探测光功率的关系.实验研究了探测光功率发生变化时,由电路误差导致的闭环光纤陀螺附加零偏的变化特性,明确指出了两者之间的关系.探讨了光路缺陷导致的附加零偏与光功率的关系,指出在作者实验室目前的技术条件下,观察不到由光路缺陷导致的附加零偏与光功率的关系,但不能肯定光路缺陷导致的附加零偏与光功率一定无关.

闭环光纤陀螺的温度补偿

为使全数字闭环光纤陀螺在全温度(-40～+65℃)范围内的性能保持一致,采用了控制光源以稳定光功率和波长,以及对集成光器件进行温度补偿两种技术措施。试验结果表明,研制的光纤陀螺在全温度范围内,标度因数和零偏的温度灵敏度分别小于2×10-5℃-1、0.008(°)/(h·℃),达到了中等精度光纤陀螺的要求。

数字闭环光纤电流传感器暂态特性仿真研究

数字闭环光纤电流传感器暂态特性主要包含频率响应与阶跃响应,对于电力系统的继电保护控制、故障录波等应用领域至关重要。在工程应用中,传统的测试方法由于其测试系统复杂、测试电流信号小等问题,不利于评估光纤电流传感器的暂态特性。利用数字闭环光纤电流传感器的闭环控制机理,提出一种在数字闭环光纤电流传感器反馈回路中添加相位调制激励的方法。首先,分析数字闭环光纤电流传感器的相位调制原理,通过建立数学模型验证相位调制激励的等效性;其次,根据数字闭环光纤电流传感器闭环控制算法,提出频率响应与阶跃响应的调制激励产生方法;最后,利用现有数字闭环光纤电流传感器产品平台完成频率响应与阶跃响应的仿真与测试。结果表明:采用相位调制激励的仿真数据与试验数据最大误差为0.12%,该调制激励方法不需要搭建复杂的测试系统,在现有硬件平台中即可实现不同电流信号的仿真测试。

三轴一体闭环光纤陀螺工程化研究

本论文工程化研究技术可广泛应用于小型弹、车载及无人机等方面。该课题是十二五计划中陀螺传感器领域,"光纤替换激光"中重要的环节,完成该类型产品的工程化,可有效节约生产成本,形成批量生产,本文从闭环光纤陀螺的基本原理出发,论述了工程化过程可能的技术途径,给出了工程化研究应用状况。

小波理论在闭环光纤陀螺建模中的应用研究

本文在建立闭环光纤陀螺模型的基础上，采用小波变换对闭环光纤陀螺的建模数据进行处理，提出一种适于工程应用的滤波方法并进行试验研究，分别采用db1、db2、db3、db4、db5、db6小波来处理陀螺数据并对比处理结果，试验表明基于db1小波的闭环光纤陀螺建模方法能有效地提高闭环光纤陀螺模型参数的精度。