应用Kalman滤波器提高机抖激光陀螺姿态测量系统瞬时精度的方法

机械抖动激光陀螺输出的原始数据不仅包含了外界的惯性输入的角速率信息,还包含了抖动信号的角速率信息,通常使用线性相位FIR滤波器去除机械抖动信号,信号经滤波后其所有频率成分都将产生一定时间的延迟,这将对由机抖陀螺组成的高精度实时姿态测量系统造成影响。本文提出了一种基于姿态角运动跟踪预测模型和Kalm an预测的姿态测量滤波延迟补偿方法。实验结果表明,本方法能有效估计并预测运动载体的姿态运动,补偿由于FIR滤波器时间延迟带来的不利影响,提高姿态测量系统的实时性和瞬时精度。

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。

机械抖动激光陀螺抖动机构的设计

抖动机构设计是机械抖动激光陀螺研制的关键技术之一。本文对抖动机构的设计方法进行了研究 ,并设计了一种实用的抖动机构。实验表明 :该机构的体积 ,刚性 ,谐振频率 ,灵敏度 ,热膨胀 ,偏频量及偏频稳定性等方面都符合抖动偏频的要求。

机械抖动激光陀螺小时延信号处理方法的研究

去除抖动信号是机械抖动激光陀螺信号处理电路的重要工作,针对目前现有的机械抖动激光陀螺解调方法存在的缺陷,本文提出了抖动剥除和FIR滤波器相结合的一种解调方法,以满足机抖激光陀螺在快速跟踪中的应用要求。实验结果表明,抖动剥除后,陀螺计数脉冲中的抖动信号衰减了近75dB,可以直接用于精度要求不高实时输出角速率的场合。抖动剥除后用低阶的FIR低通滤波器滤除剩余的抖动偏频量和高频噪声,在保证小时延的基础上提高了精度。

用锁相环跟踪抖动机构自然频率的抖动控制方法

在抖动偏频激光陀螺的工作过程中 ,抖动机构的自然频率会随温度漂移 ,极端情况下可能导致机构破坏。本文提出了用锁相环跟踪抖动机构自然频率漂移的方法 ,设计了一种新型抖动控制器。实验表明 :该控制器能够跟踪抖动系统的自然频率漂移 ,保证抖动系统的安全工作。

一种高精度的抖动偏频控制方法

在激光陀螺的抖动控制中， 用作抖动幅度检测的ＰＺＴ 的灵敏度会随温度变化， 从而造成偏频失稳。本文提出了用计算机稳定偏频的方法， 设计了一种新型抖动控制器。实验表明： 该控制器能够较为精确地保持偏频的稳定。

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。

机械抖动激光陀螺的随机噪声注入效率问题的研究

向抖动中注入一定强度的随机噪声，以消除机械抖动激光陀螺的动态闭锁误差。研究了噪声注入效率问题，通过理论推导得到了噪声注入效率与抖动系统品质因素的关系。

自适应滤波器在激光陀螺抖动解调中的应用

在激光陀螺信号解调领域,很难寻找到一种兼顾实时性和解调精度的方法,这大大限制了激光陀螺的应用领域。针对此问题研究了一种新的机械抖动激光陀螺的抖动解调方法。这种方法采用LMS自适应滤波器原理,分别将陀螺信号和角速率传感器的角位移信号作为基本输入和参考输入,经自适应滤波后得到解调结果。首先分析了这种新方法用于抖动解调的理论基础,并提出设计实现方法,最后给出一些与传统方法的对比结果。仿真结果表明,LMS自适应滤波器在静态和动态工作情况下都有很好的解调效果,解调残差明显减小,可有效降低系统解算负担。

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。

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。

数字机械抖动控制的一种改进方案及噪声注入方法

数字机械抖动控制是机抖激光陀螺小型化发展的关键技术,有必要对其进行详细探讨。与模拟机械抖动电路的正弦波驱动方式不同,数字机械抖动电路采用方波驱动方式,具有其特殊性,本文主要关注数字机械抖动控制系统的两大关键问题,抖动效率问题和随机噪声注入问题。首先,在介绍抖动机构传递函数的基础上,分析了数字抖动控制原理,指出由于附加相位导致谐振频率偏离进而影响抖动效率的问题,基于此提出了通过移相来保证高抖动效率的方法;文中还关注数字抖动系统注入随机噪声的方法,经过计算,指出了向数字抖动控制系统注入抖动随机噪声的特殊性,并给出了一种利用软件对随机数进行处理以注入随机噪声的方法。实验结果表明,经过改进的数字机抖控制回路能够保证陀螺抖动在谐振点且抖动效率提高30%,同时采用新方法注入的抖动随机噪声保证陀螺消除动态闭锁误差。

激光陀螺闭环抖动控制技术研究

从激光陀螺抖动控制的基本原理入手,详细介绍了一种激光陀螺抖动闭环控制的新方法。该方法通过引入全球定位导航系统中信号跟踪解调的思想,使输出的抖动驱动控制信号的频率和相位与激光陀螺抖动反馈信号的频率和相位相等,从而来维持激光陀螺的闭环抖动。该种抖动控制方法既具有模拟正弦驱动信号噪声小、谐波小和能量损失小的优点,同时还具有方波驱动易于数字化实现和方便加入噪声的优点。最后通过仿真分析和试验,验证了提出的闭环抖动控制方法的可行性。

环形激光陀螺仪的机械抖动控制及信号读出的研究

环形激光陀螺仪（ＲＬＧ）的控制电路和信号处理方法直接影响着ＲＬＧ的使用精度及净信号输出频率等性能。为研究通过改进控制电路和采用信号处理来提高ＲＬＧ精度和改善其动态性能，满足惯性测量组合（ＩＭＵ）使用要求，本文研究了一种新的Ｌ－１型ＲＬＧ控制电路，并在此基础上，实现了高频采样；本文还介绍了一种高频采样中去除抖动的方法，以及相关信号处理技术。实验结果表明，本文电路和信号处理技术，改善了ＲＬＧ的信号使用精度，提高了其角速度信号输出频率，改善了Ｌ－１型ＲＬＧ的动特性。

消除抖动偏频激光陀螺动态闭锁误差的实验研究

向抖动中注入高斯概率密度的随机噪声 ,以消除抖动偏频激光陀螺的动态闭锁误差。设计了随机噪声发生器及注入方案 ,并在自行研制的机抖陀螺上进行实验。结果表明 :动态闭锁误差因该随机噪声的注入而消除。

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。