机械振动对光纤陀螺的影响及其减小措施

机械振动是光纤陀螺应用过程中无法回避的环境因素之一,如何提高机械振动条件下的精度是光纤陀螺设计和工程应用中必须考虑的内容。对机械振动影响光纤陀螺仪性能机理进行理论分析的基础上,在光纤环圈中引入了“匹配点”的概念,指出在光纤环中“匹配点”的空间位置越近越利于提高陀螺的振动性能,提出了通过采用四极对称缠绕技术是实现“匹配点”最小的一项有效措施,通过实例说明能否很好的控制四极对称绕法精度,对光纤陀螺的机械振动性能有很大的影响;实现了四极对称缠绕技术,很好的抑制了机械振动对光纤陀螺性能的影响。     

850 nm超辐射发光二极管

设计并制作了一种用于中低精度光纤陀螺系统的850 nm超辐射发光二极管,对器件的波导模式进行了分析,给出了主要技术参数的设计和测试结果.实验结果表明,器件的波长为852.8 nm,光谱半宽为26 nm,100 mA工作电流下,管芯输出功率大于4.5 mW,保偏光纤输出功率大于200μW.     

锁定放大器在微弱光信号检测中的应用

介绍了锁定放大器的检测技术的理论依据--相关检测,并针对开环光纤陀螺信号的特点,对其信号检测进行了分析,提出了锁定放大器在光纤陀螺输出的微弱光信号检测中的应用的方法,同时为了使检测获得最佳效果,对其系统参数的选取进行了讨论。通过使用美国StanfordResearchSystems公司的SR844DSPLock-in-Amplifier的信号检测系统进行实验,结果表明:锁定放大器能够满足光纤陀螺信号检测的要求,可使被测光纤陀螺的零漂达到0.28°/h。     

基于经验模态分解的光纤陀螺1/fγ类型分形噪声滤除方法

提出了一种可有效滤除输出信号中干扰信号的新的光纤陀螺信号降噪方法.中高精度光纤陀螺的随机噪声中包含了白噪声和具有长程相关性、自相似性及1/fγ型谱密度特点的一种非平稳随机噪声--1/fγ型分形噪声.利用传统的滤波方法无法有效去除该类分形噪声,而新方法以经验模态分解(EMD)和阈值降噪方法为核心,结合提升小波理论对光纤陀螺的输出信号进行软阈值滤波,进而提高光纤陀螺的精度.利用这种新方法对多组实测数据进行滤波仿真实验,结果中仅偏置稳定性一项性能指标就已表明,使用新滤波方法滤波后数据精度可提高一个数量级,而相较传统的小波滤波方法可提高2.5倍,故此验证了新方法的有效性.     

FOG方法用于生产线平衡问题的实例研究

针对S企业面膜加工车间现有生产能力无法满足订单需求的实际问题,确定生产线中的瓶颈工序,通过开展FOG活动并结合工业工程的基本分析方法,对整个生产过程提出相应的改善方案。通过实例,论述了如何应用FOG有效地提高企业的生产线平衡率。     

基于对称方波调制的光纤陀螺本征频率自动测试方法

从光纤陀螺的调制原理出发,采用频率为光纤环本征频率的1/2的对称方波对Y波导进行调制,分析光纤陀螺的输出信号,得到输出的方波信号的占空比与调制频率的对应关系,通过数据采集卡将占空比转化为方波上下峰值点数差的问题,并以此点数差作为反馈量调节对Y波导的调制频率实现对本征频率的自动锁定。该方法已在工程实践中得到应用,试验结果表明该测试方法可在几秒中之内完成而且测试精度可达0.01kHz。与已有的测量方法相比,基于对称方波调制的测试方法具有更高的精度、高速、数字化和易于实现自动测量。     

光纤陀螺数字闭环检测方案中D/A、A/D的配置及数字滤波问题的研究

研究了方波偏量、阶梯波反馈控制的光纤陀螺数字式闭环检测方案，重点是应用测量原理，对如何合理确定D／A、A／D的位数与“位权”问题进行了深入的理论分析，提出了自己的见解。通过对系统的非线性指标和系统允许的最大角加速度的分析来确定D／A的位数；通过对光纤陀螺输出的方波信号的幅度和信噪比的分析来确定A／D的位数。分析研究的结果对这种检测方案的优化有重要参考价值。     

一种新的抑制光纤陀螺信号零漂的方法

介绍了光纤陀螺的基本原理和输出信号的数学模型,阐明了零漂的含义。分析了几种零漂抑制方法的原理,提出了基于小波分析的滤波方法。对于实测的光纤陀螺信号进行了多尺度小波分解和多分辨力分析,证明了该方法抑制光纤陀螺输出信号零漂的有效性。     

基于时间序列分析方法的FOG随机漂移建模与辨识

为了对光纤陀螺（FOG）随机漂移（启动漂移、慢变漂移和快变漂移）的各项参数进行快速有效的辨识，建立了含未知模型参数（慢变漂移的相关系数）的FOG随机漂移状态方程模型，通过对FOG随机漂移进行时间序列分析，辨识了未知的模型参数以及慢变漂移和快变漂移的白噪声方差，以卡尔曼滤波／平滑技术计算了FOG随机漂移的3项分量。对实测的FOG随机漂移数据进行了模型辨识与适用性检验，结果表明，该方法能够准确计算FOG随机漂移的各项参数和分量。通过建立FOG随机漂移的状态方程模型，首次将时间序列分析方法与卡尔曼滤波／平滑技术相结合，快速计算了启动漂移、慢变漂移的相关系数以及慢变漂移和快变漂移的白噪声方差，这对于修正FOG单独工作或与其他设备组合时的导航误差具有重要的参考价值。     

光纤制导用抗弯光纤的研究

针对光纤制导的技术要求，作者讨论了光纤波导的芯层相对折射率差、芯直径、下凹包层、内涂层等结构参数对光纤抗弯曲性能的影响规律。通过对光纤弯曲特性的深入研究后，作者报道了采用PCVD工艺制造了专利技术的抗弯光纤，并测试了相关参数。测试结果表明，这种光纤的损耗性能要求满足作为一种制导用光纤的技术要求，同时，通过光缆设计方案的讨论，作者预测了这种光纤应用于水下航行体的可行性。