光纤陀螺用SLD光源驱动电路

半导体激光光源超辐射二极管 ( SLD)的稳定性对光纤陀螺 ( FOG)的性能有重要影响 ,介绍了 SL D稳定性要求及驱动电路控制的原理 ,并分析了实现控制的几种方案。这对其他高精度要求的半导体激光光源也具有通用性     

光纤陀螺用SLD光源的光功率稳定性研究

SLD光源的稳定性对光纤陀螺的性能有及其重要的影响。为提高光纤陀螺的精度 ,设计了 SLD光源的数字化控制系统 ,采用“恒流 +温控”的方案 ,并引入了数字 PID控制算法 ,大大提高了光源出纤光功率的稳定性。用实验证明了数字方法的控制效果远远好于目前广泛应用的模拟控制方法     

光纤陀螺用SLD光源全数字控制系统

超辐射发光二极管(SLD)是干涉式光纤陀螺的理想光源,介绍了全数字SLD光源控制系统的硬件构成、控制软件流程及PID算法。测试结果表明,在-20～50℃温度范围内,光功率波动小于0.3%,平均波长的温度漂移为3×10-6/K,此数控方法在光纤陀螺高精度、工程化研究中有良好的应用前景,对其他半导体激光光源的高精度控制具有通用性。     

光纤陀螺用光源恒流驱动电路设计

光纤陀螺(FOG)光源管芯的阻抗特性是非线性的,为了保证光波长及输出光功率的稳定,必须控制管芯注入电流保持恒定。经过对超辐射发光二极管(SLD)光源管芯的分析研讨,采用LM324为核心器件设计了相应的恒流驱动电路,并进行了分析测试。实验结果表明,在环境温度不断变化的情况下,该恒流驱动电路可满足中、低精度,低功耗光纤陀螺的性能要求,其中常温下输出平均电压为100.242 mA,相对误差为0.013 7%。     

三轴一体化光纤陀螺光源驱动技术

根据三轴一体化光纤陀螺共享光源,要求光源能够提供较大的高精度的恒流以满足实际需要.结合SLD(超辐射发光二极管)光源结构特点及其工作原理,采用恒流和温控方案,设计了新的高精度恒流驱动和温度控制系统.经测试结果表明,设计的系统能够在环境温度为-45℃～ 70℃内稳定工作,实现了高精度恒流和温度驱动控制,满足三轴一体化光纤陀螺对光源驱动的要求.     

基于模糊自适应PID的SLD光源温控方法研究

通过对超辐射发光二极管（SLD）光源进行分析,建立了二阶惯性环节加纯滞后的温度控制模型,提出了一种采用模糊自适应PID对光源进行温度控制的数字控制方法,并对所建立的模型进行了MATLAB仿真。结果表明,模糊自适应PID控制在调节时间、响应速度、调节精度和稳定性方面均优于常规的增量式PID控制,这对下一步光源的数字化实现具有重要指导意义。     

基于九点控制器的SLD光源温控方法研究

基于九点控制算法的基本原理,针对超辐射发光二极管光源温度控制模型出现的控制对象具有高阶次、大滞后、强耦合、非线性及参数时变的特性,难以利用有效的解析式数学模型进行控制,提出采用九点控制算法实现超辐射发光二极管光源温度控制系统的设计。利用Simulink对该设计方案进行了仿真分析,仿真结果表明:与传统PID控制相比,该控制方案具有调节时间短、响应速度快、控制稳定和控制精度高的特点,对下一步光源的数字化实现具有重要指导意义。     

用于高精度光纤陀螺的掺铒光纤宽带光源的优化

为优化双程后向结构的掺铒光源,分析了光纤长度、泵浦功率和温度的变化对光源平均中心波长的影响,初步确定了掺铒光纤长度的优化范围,并在全温度范围内进行实验验证。实验选用的980nm泵浦源电流为110mA,掺铒光纤的长度为12.5m,该装置的输出功率为13.26mW,光源的平均波长稳定性为0.6℃-1。通过建立光谱分布优化仿真模型,实现输出光谱的近高斯分布,3dB带宽达到32nm。经过优化后得到的掺铒光纤光源具有输出功率高、平均波长稳定性好、输出光谱呈高斯分布等优势,是高精度光纤陀螺的理想光源。     

光纤陀螺用SLD的光功率自动控制的实验研究

光纤陀螺(FOG)所用光源的特性对光纤陀螺的性能有很大的影响,着重介绍半导体光源超辐射二极管(SLD)的特性,以及SLD的稳定性对光纤陀螺的影响。针对环境温度和驱动电流对SLD光功率稳定性的影响,设计光功率控制方案及相应的驱动控制电路。     

光纤陀螺辅助GPS导航方法研究

结合GPS姿态测量系统导航的特点和光纤陀螺启动速度快、敏感角速度范围宽的特点,提出了一种光纤陀螺辅助GPS导航的方法,利用Kalman滤波技术设计了组合导航算法,并进行了大量的试验,试验结果表明利用光纤陀螺辅助GPS导航方法可行.     

光纤陀螺技术研究

阐述了光纤陀螺研制中的主要技术问题和陀螺样机的研究结果。借助琼斯距阵 ,建立了光纤陀螺偏振过程模型 ,导出了陀螺输出表达式 ,阐明了提高陀螺性能的主要技术关键问题。对庞加球 ( Poincare)也作了同样的说明     

光纤陀螺仪自动测试系统设计

为了满足多种型号光纤陀螺仪的复杂测试需求,该文设计了一种光纤陀螺仪自动测试系统。该测试系统具有基于FPGA的硬件主板与模块化可更换的陀螺仪电源、信号采集子板,支持多串口测试协议,采集的数据通过串口转换后统一发送到上位机软件端进行存储、分析和显示,可导入模板实现测试、参数标定全程自动化,并生成统计报表。该系统遵循GJB 2426A—2004标准,能兼容市面90%以上的各型光纤陀螺仪,可自动化完成光纤陀螺仪的基本性能测试,大大提升产品研发检测的效率。     

扭转抑制光纤陀螺法拉第效应的理论研究

光纤陀螺法拉第磁光效应作为非互易性误差源,是影响光纤陀螺性能,尤其是影响光纤陀螺精度的主要原因之一。介绍了光纤陀螺的磁敏感机理,分析了光纤陀螺径向和轴向磁敏感性误差的主要来源。提出了通过在光纤陀螺原有光纤环上熔接反向扭转光纤的方法,引入比较高的圆双折射,对原有光纤环的非互易相位差进行补偿,达到抑制光纤陀螺磁敏感性误差的目的,探讨了该方法的可行性,并对补偿特征进行了仿真分析。     

用于光纤陀螺性能评价的数字化系统的研究

介绍了光纤陀螺开环信号的数字评价系统。把锁相放大器提取的陀螺信号输出到计算机,设计出友好的人机界面;用零漂、标度因数等参数来评价光纤陀螺的性能。PC机和SR830分别采用USB和GPIB(general-purposeintefacebus)接口,这样在Windows平台下采用VC++设计的数字采集处理系统就可以实时控制进程、高速收发数据以及用图形和文字可视化显示其结果,使系统的可靠性增加,误码率降低,同时检测系统也实现了标准化。     

D/A量化对数字闭环光纤陀螺测量精度的影响分析

光纤陀螺全数字闭环检测方案的最小反馈相移由D/A的位数确定。通过建立全数字闭环光纤陀螺的Sigma-delta模型,从量化噪声的角度分析了D/A位数对数字闭环光纤陀螺测量精度的影响。研究了闭环检测对量化噪声的抑制作用及其对光纤陀螺输出精度的影响。实验结果与理论分析吻合,结果表明:由于闭环系统本身对量化噪声的抑制作用,量化噪声不会成为影响中、低精度光纤陀螺检测系统精度的主要误差源,实际D/A选型过程中可以根据系统对非线性、动态范围的要求结合的理论计算方法对D/A位数进行选取。     

光纤陀螺结构细分及材料优选

介绍了温度场和应力引起光纤陀螺误差的机理,通过对光纤陀螺的结构细分,采用不同材料分别建立有限元模型,进行模态分析、热应力分析和瞬态温度分析,选取具有代表性的新型材料铍铝合金和因瓦合金与传统铝合金进行对比。结果表明,铍铝合金可以提高光纤陀螺的固有频率,同时提高光纤陀螺的温度性能,因瓦合金可以大幅度降低光纤陀螺光纤线圈的应力变化,将光纤陀螺结构细分,进行材料优选,可以显著提高光纤陀螺的温度性能和动态输出精度,并得到试验论证。