光纤陀螺敏感环输入轴稳定性研究

研究光纤敏感环输入轴在高温、低温和常温下的稳定性,判断敏感环的输入轴是否符合全温使用要求;通过对三个光纤敏感环进行300（°）/s转速下的输入轴失准角测试,利用温箱调节陀螺工作的环境温度,得到敏感环输入轴失准角的低温（-40℃）、常温（20℃）和高温（60℃）数据;确定失准角稳定性对陀螺性能的影响范围;根据失准角对陀螺性能的影响,得出光纤陀螺敏感环输入轴符合使用要求的结论。这里结合对失准角不稳定性产生机理的分析,提出了改进措施。     

基于布里渊散射的保偏光纤环应力分布特性研究

保偏光纤环是光纤陀螺的核心部件,其性能受温度的影响较大,主要表现为热致互易相移,影响光纤陀螺的精度。针对该问题,提出采用应力分布法测量光纤环的温度非互易相移。通过对不同温度点的光纤环应力分布数据进行分析,建立光程对中数学模型,基于该模型对光纤环的尾纤进行适当调整,改进其光学对称性,降低由温度变化引起的非互易相移。通过陀螺整机实验表明:该方法能大幅提高光纤陀螺的精度,过程简单方便,对成品光纤环具有一定的修复作用,提高了成品率,实用性较好。     

直接耦合技术在高精度光纤陀螺上的应用

在光纤陀螺光路结构中,Y波导与光纤环通过尾纤熔接形成闭合回路来敏感相对惯性空间的转动信息,而熔接点处引入的非互易相位差会制约高精度光纤陀螺检测精度,还会降低陀螺的环境适应性和长期可靠性.在某项目支持下,对Y波导与光纤环进行了直接耦合工艺处理,并将该模块应用到高精度光纤陀螺光路结构中.测试表明,在保证陀螺光路、电路、软件...     

基于ANSYS Workbench的高精度光纤陀螺结构优化设计

温度性能是影响光纤陀螺性能的主要因素,该文针对光纤陀螺的不同应用环境,对光纤陀螺的结构进行优化设计,通过材料热导率的设计,控制光纤环内的温度变化,从而提高光纤陀螺的温度稳定性;通过ANSYS Workbench的有限元分析法,对陀螺骨架的温度进行模拟仿真,既能对结构设计进行理论指导,又能验证结构设计的效果;最终对组装的高精度光纤陀螺样机进行测试,在未进行任何温度补偿的条件下,零偏稳定性达到了0.001(°)/h量级。     

基于RBF神经网络的光纤陀螺启动补偿及应用

光纤陀螺对温度比较敏感,由于温度引起的零偏漂移是光纤陀螺工作尤其是启动过程中的一种较大误差。文中为了减小光纤陀螺启动过程的零偏漂移、缩短启动时间,提出了对光纤陀螺启动过程进行补偿的方案。该方案以光纤陀螺温度和温度变化率为输入、光纤陀螺漂移为输出建立二输入单输出的RBF神经网络,用于陀螺启动过程补偿。在室温下对某型号光纤陀螺启动漂移进行了补偿,试验结果表明该方法能有效减小陀螺的启动温度漂移,缩短陀螺启动时间。将该方案运用到某型号的光纤陀螺寻北仪上,常温试验表明,该方案大大缩短了寻北仪的准备时间,提高了寻北精度。     

光纤陀螺光纤环温度瞬态效应的模拟仿真

对光纤陀螺(FOG)中的光纤环建立了三维柱坐标模型,通过ANSYS Workbench软件,结合实际检测到的光纤环温度,采用有限元分析法对光纤环在各种温度条件下的内部温度场分布进行了模拟仿真,得到光纤环中各层、各圈的时间-温度变化曲线;利用光纤环中温度场分布的仿真结果,及温度瞬态效应相关的热致非互易相位变化理论,编写相关算法,计算出光纤环由温度变化带来的温度漂移;将模拟仿真的温度漂移与陀螺实际输出进行对比,验证了所有模拟仿真工作的正确性,从而对绕环工艺起到理论指导的作用。     

改进型对称四级光纤环及其制备方法

光纤陀螺是一种重要的导航装置,光纤环(FOC)作为其敏感核心元件决定了光纤陀螺的精度和稳定性。本文针对FOC绕制过程中,边缘光纤匝易产生挤压变形,出现叠丝、塌陷等绕制缺陷,以及FOC绕制效率低等问题,构建了FOC三维仿真模型、分析了边缘非对称四级结构FOC在不同温度载荷下的SHUP误差、优化了光纤环换层绕纤边缘自动控制方法。最后,实际绕纤实验验证了所述方法的有效性。     

应力分析仪在光纤陀螺传感环圈测量中的应用

光纤传感环圈是光纤陀螺的核心敏感部件,其内部应力分布对陀螺整体性能有不可忽视的影响。对应力分析仪的测量原理——受激布里渊散射(SBS)进行了分析,并介绍了STA202型应力分析仪的主要性能指标。使用该应力分析仪对多个不同的光纤陀螺传感环圈进行了测试,观察到了环圈内部存在的多种应力分布状况,并对其产生原因进行了初步分析。测试结果表明:应力分析仪能够测量光纤环圈内部的应力分布,了解环圈缠绕的均匀性,并为改进光纤陀螺环圈的缠绕工艺、提高环圈质量提供有力的支持。     

光纤陀螺光纤环轴向磁敏感性研究

磁敏感性是光纤陀螺(FOG)的主要误差源之一,而光纤环是主要的敏感源。在外界磁场作用下,光纤陀螺中会产生一个非互易相位差,影响陀螺的精度。相关实验表明保偏(PM)光纤环中轴向磁敏感性比径向磁敏感性更显著。主要从三个方面研究了轴向磁场对光纤陀螺的影响机理,包括轴向磁场平行分量引起的光纤随机扭转法拉第磁场漂移、光纤几何扭转引起的法拉第非互易相位差以及轴向磁场垂直分量引起的非法拉第非互易相位差。对理论结果进行了仿真分析和实验验证,结果表明:由垂直分量磁场引起的非互易相位差是光纤陀螺轴向磁敏感性的主要原因,其大小与光纤环骨架半径密切相关;骨架半径越小的光纤环,轴向磁敏感性越强。     

光纤陀螺正交磁漂移研究

提出了与陀螺敏感环平面垂直的正交磁场作用下保偏光纤(PMF)陀螺产生非互易相位差(NPD)的理论,建立了相应的数学模型,并对该模型进行仿真分析和实验验证。正交磁致非互易相位差源于光纤的弯曲,与光纤环的直径、光纤直径、光纤长度及正交磁场大小等参数密切相关。理论、仿真和实验结果表明,光纤环尾纤与集成光学元件(IOC)尾纤0°熔接的保偏光纤陀螺的正交磁漂移在一定范围内随机分布,而45°熔接的保偏光纤陀螺的正交磁漂移比较稳定,其正交磁漂移与正交磁场大小呈线性关系。     

数字闭环光纤陀螺的PID控制及参数的自动优化

研制成功了基于ＰＩＤ控制算法的半环惯性陀螺全数字式信号检测系统,提出了光纤陀螺零漂特性和动态响应特性的综合评估方法,设计了一种ＰＩＤ参数的自动优化方法,给出了实验结果。     

光纤陀螺光源稳定性研究

作为干涉型光纤陀螺光源的超辐射二极管（SLD）的稳定性对于光纤陀螺系统性能具有重要影响。文章系统地研究了SLD的光电特性、温度特性、光源驱动以及这些特性对于光纤陀螺系统的影响。     

受激布里渊散射光纤陀螺温度效应的理论分析

从理论上分析了温度对受激布里渊散射光纤陀螺(SBS-FOG)泵浦功率阈值及输出拍频稳定性的影响,得出产生受激布里渊散射效应的泵浦光阈值功率对温度的响应为32.6×10     

受激布里渊散射光纤陀螺中光偏振特性的研究

从Jones矩阵理论出发 ,利用统计平均的方法 ,导出在受激布里渊散射光纤陀螺 (SBS FOG)敏感环中保偏光纤熔接点处偏振主轴进行θ角旋转后 ,传输光的偏振度P与光纤敏感环各参数之间的函数关系。在此基础上 ,进一步分析了光纤敏感环中传输光偏振本征态的特性 ,得出当L1=L2 ,θ =90°时在敏感环中的传输光不仅具有最大偏振度 ,而且还使其中的两个本征偏振态 (ESOP)达到稳定的结论     

基于自适应卡尔曼滤波的光纤陀螺噪声系数估计方法

针对Allan方差法确定光纤陀螺ARW（angle random walk）噪声系数的一些不足,如大量存储数据、非实时处理、计算量大、耗时长等,提出了基于自适应卡尔曼滤波的光纤陀螺ARW系数在线估计方法.在角度随机游走、零偏不稳定性、角速率随机游走等主要噪声数学特性分析基础上,建立了光纤陀螺现代状态空间噪声误差模型,基于新息自适应卡尔曼滤波量测噪声协方差阵的迭代计算,实现光纤陀螺ARW系数的在线、实时估计,从而避免了存储大量历史数据,显著地减小了计算量,缩短了陀螺数据处理时间.数字仿真试验和光纤陀螺实测数据试验结果均验证了本文方法的可行性和有效性.     

受激布里渊散射光纤陀螺中光纤光源的阈值光功率研究

从非线性受激布里渊散射产生机理出发 ,研究了受激布里渊散射光纤陀螺 (SBS- FOG)中光纤光源的阈值光功率与光源谱宽及保偏光纤敏感环参数之间的函数关系 ,为进一步研究这种光纤光源的构造以及建立受激布里渊散射光纤陀螺系统打下了理论基础。     

受激布里渊散射光纤陀螺中受激布里渊散射效应的机理研究

本文从非线性的受激布里渊散射理论出发,研究了受激布里渊散射光纤陀螺（ＳＢＳ－ＦＯＧ）中的受激布里渊散射效应产生机理,得出了阈值光功率与光纤敏感环各参数之间的函数关系,并用针对两种光纤芯折射率分布情况,对于所导出的上述函数关系进行了数值模拟和图形表示,从而为合理选取这种光纤陀螺的参数提供了理论依据。     

SAW32位抽头延迟线非相干扩频处理单元实验

简述了扩频通信的原理及ＳＡＷ抽头延迟线在直接序列（ＤＳ）扩频通信技术中的应用，详细介绍了ＳＡＷ３２位抽头延迟线非相干扩频处理单元实验情况。该扩频处理单元使用３２位Ｍ序列ＳＡＷ抽头延迟线作为相位编码波形发生器和匹配滤波器，具有５ＭＨｚ带宽和１５６．２５ｋｂｉｔ／ｓ的数据率。在解调器中，匹配滤波器的输出经包络检波和幅度判别，以实现对扩频信号的解扩。该扩频单元具有简单和快速同步的特点。     

光纤陀螺的发展与应用

介绍了光纤陀螺的原理特点和发展,重点叙述了光纤陀螺在国内外发展的技术问题及应用环境。将国内光纤陀螺发展迅速的中航捷锐为例进行了产品性能描述。随着现代微电子技术、光电子技术和信号处理技术的进步,预测了光纤陀螺在未来的发展趋势。     

SBS—FOG中克尔效应的理论分析

本文从理论上分析了受激布里渊散射光纤陀螺（SBS－FOG）中的克尔效应,得出附加的输出拍频与光纤敏感环中沿相反方向传输的泵浦光及受激布里渊散射光的不均匀性之间的函数关系,从而为在检测系统中抑制克尔效应提供了理论依据。