光纤陀螺捷联系统振动误差补偿研究

针对舰船振动环境对光纤陀螺捷联系统性能的影响,提出基于神经网络的非线性数学补偿方案。对加速度计信息作傅里叶分析,进行振动特征提取;利用提取的振动特征值作为输入向量进行BP神经网络训练,建立光纤陀螺误差输出模型;对陀螺进行在线补偿,减小振动引起的漂移误差,提高了捷联系统初始对准精度。     

光纤陀螺在船载天线上的应用

光纤陀螺在船载天线的稳定控制中承担着十分重要的作用,根据光纤陀螺的零偏、标度因数（SF）、随机游走系数（RWC）等关键指标可以对光纤陀螺划分精度等级。在光纤陀螺的应用方面,讨论了设计方法,比如：供电设计、接口设计以及陀螺输出的数字滤波器设计和数字调试中的可视化设计,同时也对陀螺环的数字化实现、复合控制设计以及PID调试的常用技术以及隔离度的计算及分配方法进行了阐述。     

基于小波多尺度分析的光纤陀螺振动误差分析与建模

针对振动环境对光纤陀螺性能的影响,对某型号的光纤陀螺进行了线振动实验并对实验结果进行了Allan方差分析。利用小波多尺度变换提取了光纤陀螺误差模型中的各误差项,分析并验证了零漂及噪声误差与Allan方差分析误差系数中的量化噪声、角度随机游走以及零偏误差与误差系数中的零偏稳定性、速率随机游走、速率斜坡之间的对应关系。随后利用RBF神经网络对小波多尺度分析提取的零偏误差建立模型并进行了补偿。仿真结果表明,本文提出的方法有效减小了振动环境下各误差项对光纤陀螺性能的影响, Allan方差分析结果中的五个误差系数均有较大下降,其中两项误差系数下降了一个数量级及以上,极大提高了光纤陀螺在振动环境下的输出精度,对光纤陀螺在振动环境下的误差研究具有重要指导意义。     

取代机电陀螺的光纤速度陀螺

在新的设计领域和业已存在的应用当中,光纤陀螺正开始取代机电陀螺,由于具有较高的可靠性、对“g”不敏感以及良好的抗冲击和震动等特性,在运动物体和军事技术应用中光纤陀螺将甚为理想。和激光陀螺一样基于SAGNAC效应的光纤陀螺（FOG）自首次报道至今已有20年了,光纤陀螺有闭环和开环两种结构。但由于前者成本高,当前只有开环结构的光纤陀螺用来取代机电速率陀螺,基于全光纤概念,用缠绕于椭圆柱体的光纤环、耦合器和偏振器,我们已成功地开发了一系列低成本的光纤陀螺。     

干涉型光纤陀螺的性能评价

为了减少干涉型光纤陀螺(IFOG)的误差并提高其精度,需要首先对陀螺仪进行性能评估,了解内部影响其性能的各种误差源。Allan方差分析是一种评估IFOG性能的有效方法,能对陀螺的各种误差源进行辨识。分析了目前国内常用的光纤陀螺性能评价方法,对Allan方差法在光纤陀螺的性能分析中的原理与作用进行了深入研究,并且提出了基于Allan方差法的FCST(fastclustersamplingtechnique)快速算法。最后,通过对实际干涉型光纤陀螺的采样数据进行了不同分析方法的性能评价,得出了令人满意的结论。     

光纤陀螺组件标定测试系统设计

介绍了IMU700CB光纤陀螺组件的性能与应用。进行了光纤陀螺标定检测系统的硬件环境构建与软件功能开发,给出了IMU700CB光纤陀螺组件的标定结果,并通过测量当地地球自旋角速度验证了标定结果的可信性。     

光纤陀螺误差的实时建模与补偿

通过对干涉型光纤陀螺误差来源及其影响因素的分析,建立了与温度变化量及温度变化速率相关的角速率误差概率密度函数,并提出一种针对慢时变与弱非线性随机过程的分段等概率误差补偿方法.该方法采用非线性手段,对一系列具有统计平稳性的随机过程进行参数估计与预测,能够实现模型动态跟踪,近似程度较高,且充分发挥了并行计算的优势,可避免由补偿过程所造成的输出时间滞后.几种典型工作状况下的实际补偿结果表明其能有效地减小角速率及航向角误差.     

光纤陀螺温度噪声的研究

从理论上建立了光纤敏感环的温度分布模式，并导出了干涉光纤陀螺敏感环的温度噪声表达式，在此基础上对基于不同绕制方法的光纤敏感环的温度噪声特性进行了分析与比较。最后给出了有关的结论。     

基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试

提出了基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试方法,根据三轴试验需求组建了光纤陀螺转角测试系统.通过三轴振动试验应用该系统对振动台台面的转角位移进行了实测,对振动台面的实时角速度信号进行频域分析和处理.结果表明:基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试系统方案的可行性与正确性.     

国内外光纤陀螺的最新进展

本文介绍了光纤陀螺（FOG）的基本原理。以及国内外光纤陀螺的最新发展情况。并对目前普遍采用的几种光纤陀螺的技术方案进行了分析。同时对光纤陀螺的未来发展状况进行了展望。     

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。     

光纤陀螺捷联惯导系统罗经法初始对准研究

随着光纤陀螺的逐步发展、成熟,光纤陀螺捷联惯导系统也必将得到广泛的应用.在分析罗经法初始对准原理的基础上,对方位和水平姿态未知条件下的静基座捷联惯导罗经对准方法进行了改进.将经典的四步对准方法:水平对准、方位粗对准、再次水平对准和罗经对准,简化为三步对准方法:水平对准、方位粗对准、罗经对准.并用此方法对光纤陀螺捷联惯导...     

基于PWM技术的光纤陀螺光源控制系统设计

为满足工程中对光纤陀螺光源控制电路的低功耗、小型化设计需求,设计了一种基于脉冲宽度调制(PWM)技术的光源控制系统。实验表明,该控制系统体积小,功耗低,最大电源效率可达91.4%,全温温控精度可达0.01℃,同时操作灵活,可扩展性强,具有良好的实用价值。     

光纤陀螺信号的数字处理方法

光纤陀螺（FOG）有着广泛地应用,如何有效地提高精度具有重要意义。根据FOG信号漂移的数学模型,分别采用了经典傅立叶分析的FIR低通滤波器和小波变换的阈值去噪对某型FOG的输出信号进行了消噪处理。实验证明了小波阈值在消除陀螺漂移和基座动态干扰应用中的优越性。     

光纤陀螺随机漂移辨识方法研究

陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素.为了有效辨识出光纤陀螺随机漂移噪声的参数,采用了自相关函数、功率谱密度和Allan方差对实测陀螺数据进行分析.实验结果表明:自相关函数、功率谱密度和Allan方差都能有效辨识出陀螺输出信号中的角度随机游走噪声,只有Allan方差能辨识出其中的角速率随机游走噪声.功率谱...     

基于CAN总线的光纤陀螺自动测试系统

星载光纤陀螺的测试项目多,耗时长,同时需要实时监控陀螺状态.针对上述问题,提出了一种采用控制器局域网(CAN)总线与现场可编程门阵列(FPGA)相结合的方案.基于Verilog语言设计下位机采集程序,VC6.0的微软基础类(MFC)框架编写上位机采集程序,设计自动测试系统实现自动测试功能,可以实时采集并自动存储陀螺的输出数据,同时实时监控光纤陀螺的工作电压、电流和环境温度,在出现过压、欠压、过流和温度异常情况下开启故障保护功能并报警,达到了预期的技术指标,可靠地保障光纤陀螺测试的顺利进行.     

磁罗盘与光纤陀螺的组合航向测量系统设计

针对数字磁罗盘(Digital Magnetic Compass, DMC)与光纤陀螺(Fiber Optic Gyro, FOG)单独使用时各自存在的缺点,为提高低成本航向测量方法的精度,提出DMC与FOG组合的概念,根据DMC与FOG的误差特性,设计了一种自适应卡尔曼滤波器将它们组合起来,获得最佳的指向精度.以低精度FOG真实静态漂移作为误差输入,进行了仿真实验,结果显示,自适应卡尔曼滤波误差收敛,能够很好地抑制DMC与FOG的偏置,同时平滑作用和信息融合作用效果明显,证明了此方法的有效性和可行性.     

新型光纤陀螺支架抗振性有限元分析与优化设计

光纤陀螺作为船用导航设备应用时,环境振动对陀螺精度的影响不容忽视.探讨了光纤陀螺机械结构的振动特性,通过Ansys有限元软件对支架进行了动力学分析,在振动模态分析中得到了支架的固有频率与振型,正弦频响分析中得到了支架的频响曲线.对光纤陀螺支架的共振频率与振型进行了分析,提出了支架结构优化设计的方法并设计出一种新支架.