基于DSP的闭环光纤陀螺研究

提出了一种基于DSP的全数字闭环光纤陀螺设计方案。文中对该闭环光纤陀螺的A/D、D/A等部分间的时序逻辑进行了设计和实现。讨论一种通过反馈调整D/A的基准电压来实现对2π复位不准确的控制。给出几个重要参数的测定方法和实验结果。     

基于MEMS 陀螺辅助增大闭环光纤陀螺动态范围的方法

闭环光纤陀螺的动态范围随着精度的提高而下降,为了增大闭环光纤陀螺动态范围,提出了一种基于MEMS 陀螺辅助的增大闭环光纤陀螺动态范围的方法,利用MEMS 陀螺量程大的特点,将MEMS 陀螺与光纤陀螺测得的角速率作差,依据该差值判断光纤陀螺工作的干涉级数,从而对光纤陀螺输出加以修正,使光纤陀螺准确工作在多级干涉条纹。仿真表明,提出的方法能够有效的增大闭环光纤陀螺动态范围,提高闭环光纤陀螺的量程。     

谐振式光纤陀螺闭环锁频系统

谐振式光纤陀螺(R-FOG)是基于Sagnac 效应产生的谐振频率差来检测旋转角速率的一种新型光学传感器。利用闭环锁频系统可以减小光纤环形谐振腔受温度、应力等外界环境变化的影响,提高陀螺性能。提出了数字与模拟相结合的闭环锁频系统方案设计,克服了模拟锁频电路带来的电路温漂,采用模拟解调技术来降低了对系统A/D 转换器的转换速度的要求,同时无需对复杂数字解调算法的研究。闭环锁频系统应用于陀螺测试系统中,实验测得10 s时间内的锁频精度为2.15 ()/s。     

光纤陀螺的闭环实现和信号分析

文章提出了一种在开环去偏光纤陀螺基础上实现闭环解调的方案，并分析了反馈信号的各项参数的变化对陀螺输出信号的影响。在保持零偏稳定性好的情况下，在±300°／s转速范围内实现了较低的标度因数非线性度。     

全数字闭环光纤陀螺噪声分析与光路设计探讨

对以方波调制为基础的全数字闭环光纤陀螺光路设计中的关键技术问题进行了探讨，对影响光纤陀螺性能的主要噪声的特性进行了理论分析和实验研究，测试结果表明，所研制的全数字闭环光纤陀螺的零偏稳定性为０．３°／ｈ。     

一种闭环干涉式光纤陀螺的研究与实现

介绍了一种采用DSP和相关检测技术实现的闭环干涉式光纤陀螺.该闭环光纤陀螺采用以多功能集成光学器件为核心的结构,以方波为偏置调制,数字阶梯波为反馈.在此基础上提出的相关检测方法较好地发挥了闭环干涉式光纤陀螺的优点,使系统具有检测精度高、动态范围大、低漂移等优点,是一种理想的检测技术.     

采用相关辨识的光纤陀螺动态特性测试方法

动态特性是光纤陀螺的一项重要技术指标,传统的机械转台无法提供测试条件.提出了一种基于相关辨识的光纤陀螺动态特性测试方法;根据全数字闭环光纤陀螺采用数字阶梯波反馈实现闭环控制的工作原理,通过在闭环反馈信号中叠加伪随机信号的方法来进行动态特性测试.将反馈阶梯波上叠加的伪随机信号作为辨识输入信号,光纤陀螺闭环数字输出作为辨识...     

光纤陀螺信号处理电路中FPGA与DSP的接口方法研究

通常在有FPGA(Field Programmable Gate Array)和DSP(Digital Signal Processor)参与的数据采集处理系统中,正确地解决它们之间的接口是个非常重要而且必须面对的问题.针对闭环消偏光纤陀螺信号处理中既要实现对快速A/D采样数据进行滤波,同时又能保证光纤陀螺能够实现闭环控制以及具有一定的带宽,以光纤陀螺(FOG)信号滤波处理电路中FPGA和DSP的接口问题为例,探讨了三种不同的接口方案的设计思路、优缺点及其适用情况,考虑到光纤陀螺信号处理及其滤波电路的具体情况,最后选择利用FPGA内部的FIFO(First In First Out)数据缓冲器实现FPGA与DSP的接口方案,它实现了逻辑芯片FPGA和数字信号处理器DSP之间无缝连接,大大提高了DSP的使用效率,解决了数据采集和数据处理(数字滤波)之间相冲突的矛盾.     

用组合滤波消除动量轮对光纤陀螺的干扰

针对空间用光纤陀螺,提出了一种易于在FPGA内实现的组合低通滤波技术.卫星上的执行机构——动量轮在高速旋转时,会引发星体低幅高频振动,对于卫星来说属于有害振动.如果光纤陀螺的带宽过高,则高频振动会导致光纤陀螺噪声变大,甚至出现光纤陀螺输出混频现象,从而导致卫星的控制品质变差.综合滤波器的成本和效果考虑,提出一种FIR+IIR型组合滤波器设计方案,该方案使用516个逻辑单元,只占A54SX72A芯片资源的13.8％,可以附加在光纤陀螺数字闭环的FPGA程序中,其优点是便于实现高速滤波,提高滤除高频干扰信号的效果,这样用户就不必在其他终端中单独设计滤波器,从而可降低整星的控制系统配置成本,简化空间用光纤陀螺的应用配置.     

基于固定频率激光器的低成本闭环谐振陀螺系统仿真

提出了一种使用固定频率窄线宽激光器作为干涉光源的闭环谐振式光纤陀螺系统.该系统利用相位调制器对干涉光进行移频控制,完成对谐振腔逆时针方向谐振频率的跟踪和锁定.建立了陀螺系统Simulink模型并仿真研究了不同速率点下的陀螺输出特性,结果表明,±200(°)/s速率范围内逆时针谐振频率锁定时间小于15 ms,陀螺标度因数非线性为2.41×10-4.与采用传统频率可调谐窄线宽激光器的闭环谐振式光纤陀螺系统相比,两者锁频时间和标度因数非线性基本一致.该研究为低成本闭环谐振式光纤陀螺系统的实现提供了理论和数据支撑.