高精度双光束干涉指零仪的研制

在激光陀螺动态测角过程中,瞄准并建立一个可靠的零点是比较关键的问题。利用双光束干涉原理设计了指零仪的光路,描述了其瞄准原理和电路组成,分析了研制过程中应该注意的问题。利用高精度速率偏频激光陀螺的输出脉冲对指零仪进行了稳定性和重复性的实验,在转速为144(°)/s时指零仪的指零精度优于±0.1″,指零重复精度优于±0.05″。结果证明,所研制的指零仪具有很高的指零精度和良好的动态响应能力,验证了设计的合理性和可行性,为高精度激光陀螺测角仪的研制奠定了良好的基础。     

基于Visual C++的惯性导航数据采集系统

针对光纤陀螺惯性导航系统开发了一套基于VC平台的数据采集系统,包括串口通信、数据存储和实时显示3个主要功能模块.串口通信模块中利用Visual C++的MSComm控件实现了光纤陀螺惯性导航系统与PC机的串口通信;在数据存储和实时显示模块中实现了光纤陀螺惯性导航系统输出的加速度、角速度和姿态数据的自动存储与实时显示.该系统经过多次测试,性能稳定可靠,可用于工程实践中.     

电容式z轴微机械陀螺的噪声抑制

将z轴微机械陀螺两个模态的机械噪声效应等效为各自在单位噪声力作用下的振动,根据陀螺的工作原理得到两个噪声力作用下陀螺敏感模态的机械输出噪声。建立了包含运放和电路板非理想因素在内的接口电路的噪声模型。结合机械噪声模型和接口电路模型噪声,建立了包括结构参数和电路最小检测电容量在内的陀螺的噪声等效输入角速度模型,为陀螺的设计优化提供了参考。分析了结构参数对陀螺等效输入角速度噪声影响,并采用两个参数不同的电容式z轴微机械陀螺进行了实验。结果表明,通过结构参数的调整,将电容式z轴微机械陀螺的输出噪声从414μV/Hz降低至235μV/Hz。     

各向异性核函数均值漂移目标跟踪算法研究

针对传统均值漂移算法利用固定核或对称核函数进行目标跟踪时出现目标跟踪丢失或跟踪失败的问题,提出了基于各向异性核函数的自适应带宽均值漂移目标跟踪算法,以提高目标跟踪的准确性、实时性.在符号距离核函数的基础上引入符号距离约束函数,构成各向异性核函数,满足目标外部的区域函数值为零,为目标跟踪提供准确的跟踪窗.依据基于各向异性核函数的均值漂移应用到目标跟踪中需满足跟踪窗内的样本点到中心点的向量权重之和为0的思想,计算各向异性核函数模板的均值漂移窗口中心.利用相似度阈值对前后两帧目标模板的变化情况进行限制,实现各向异性核函数模板的自适应更新及目标的准确实时跟踪.实验结果表明所提出算法的准确性和实时性较高.     

核磁共振陀螺反馈环路中滤波器的影响研究

为了分析核磁共振陀螺中129Xe自旋振荡器的振幅和频率特性,建立了相应的半经典模型,其中分别采用密度矩阵和经典电磁理论描述核自旋系综和反馈系统。然后,根据自激振荡的自洽条件推导了用于描述自旋振荡器的振荡方程。进一步,利用旋转波近似和慢变振幅近似将振荡方程化简为自洽方程组,它由分别用于描述自旋振荡器振幅和频率的振幅方程和频率方程构成。基于上述自旋振荡器的半经典模型,研究了带通滤波器对自旋振荡器振幅和频率的影响。仿真结果表明,对核磁共振陀螺的典型参量,反馈环路设计不当导致的自旋振荡器频移可达亚μHz。该研究对提高基于自旋振荡器的核磁共振陀螺性能具有一定的参考价值。     

光纤陀螺捷联惯导系统艇上系泊状态自标定方法

从实际工程使用角度出发,提出了一种在系泊状态下的系统级自标定方案,避免了惯导系统在艇上的反复拆装。提出的系统级标定方法设计了15位置转位方案,可以通过Kalman滤波对陀螺仪和加速度计的零次项误差,标度因数误差,安装误差进行精确估计,除了对以上误差参数的估计外,对影响导航精度的内杆臂参数和加速度计正负通道非对称误差也可以进行估计。并根据系泊状态的特殊晃动环境,设计了零相位延迟的低通滤波器从惯导系统的速度解算中得到速度误差,保证了惯导系统在不依赖外界输入条件下完成自标定任务。仿真及实验结果表明,该方法能在系泊状态下准确估计出全部误差变量,且与静基座标定结果相符,具有实际应用价值。     

npn AlGaN/GaN HBT模型与特性分析

基于实验数据对GaN材料的少子寿命和碰撞电离率进行了建模,应用漂移-扩散传输模型开展了npnAlGaN/GaN异质结双极晶体管的特性研究,给出了器件导通电压、偏移电压和饱和电压的解析式.结果表明:实际器件导通电压、偏移电压及饱和电压较大的原因主要是高基区电阻和基区接触的非欧姆特性,为器件的工艺制造提供了理论指导.     

1.8 V千兆以太网接收器模拟前端预均衡电路

介绍了一种用于1.8 V电源电压下的千兆以太网接收器的模拟前端预均衡电路。电路分为三个部分:预处理电路、基带漂移补偿电路和可变增益放大电路,主要实现回波消除、基带漂移补偿和电路增益自动控制等功能。为了与百兆模式兼容,提出了一种预处理电路。仿真结果表明,该电路可以很好地实现回波消除的功能,能够对由于基带漂移引起的信号失真给以补偿,可以提供16级不同的增益,并进行频率补偿。电路采用0.18μm标准CMOS工艺实现。     

结构谐振对闭环光纤陀螺振动性能的影响

振动性能是体现光纤陀螺环境适应性的一项重要指标。结构谐振是引起光纤陀螺振动误差的主要因素之一。在描述了光纤传感环圈骨架谐振对陀螺振动性能影响的试验现象的基础上,通过环圈骨架的有限元分析,以及光纤陀螺振动误差模型的推导,得出了环圈骨架谐振频率与陀螺振动输出零位漂移最大点的频率相吻合的结论。针对环圈骨架的薄弱环节进行改进设计及实验验证,结果表明消除结构谐振后的陀螺在0～2000Hz之间振动,输出不再发生明显漂移,振动过程中陀螺的零偏变化不超过0.2(o)/h。     

基于BAS-BP-Bagging模型的光纤陀螺温度补偿

为提高光纤陀螺的输出精度,以天牛须搜索算法(BAS)优化后的BP神经网络模型为基学习器,采用Bagging并行集成学习算法建立了BAS-BP-Bagging温度补偿模型,并对某型号光纤陀螺进行了温度补偿实验。实验结果表明,在-40～+60℃温度变化环境下,该方法补偿后的光纤陀螺温度漂移相较于补偿前减小了近80%,相较于多项式补偿算法减小了55%,相较于BP神经网络补偿算法减小了30%左右。同时该模型在对新鲜样本的补偿过程中表现出了较为优越的泛化性能。