三轴光纤陀螺样机研制及其关键技术

介绍一种小型三轴一体化光纤陀螺仪工程样机的研制.三轴一体化设计是三个光纤陀螺共用一套光源系统和信号处理电路系统,光源采用SLD光源,光源驱动电路为精密温控和恒流源驱动;信号处理电路采用方波调制和阶梯波反馈实现数字闭环;核心光路采用模块化设计;为了提高陀螺温度性能,建立了三轴陀螺全温误差模型并进行了补偿.工程样机测试表明,三轴光纤陀螺零值稳定性小于0.3°/h,零偏重复性小于0.2°/h,标度因数非线性小于50ppm,陀螺温度性能较好,具有较强的抗振动和冲击能力.     

激光陀螺温度误差补偿方法研究

激光陀螺是捷联惯导系统的理想元件,并广泛应用于航空、航天、航海以及地面定位定向等方面;但是,激光陀螺对温度十分敏感,温度的变化会造成激光陀螺零偏的变化,最终影响捷联系统的初始对准和导航精度;所以当要求激光陀螺工作在高精度的场合时,必须采取必要的温度误差补偿措施;通过对激光陀螺进行大量的温度试验,分析了温度及温变速率对激光陀螺零偏的影响规律,提出了激光陀螺温度补偿模型;经试验验证,此模型能在一定程度上改善温度对激光陀螺精度的影响,为进一步提高激光陀螺的精度打下基础。     

基于隐马尔可夫模型的陀螺仪漂移预测

针对陀螺仪实验数据的有限性和非平稳性,提出了基于自回归(AR)模型和隐马尔科夫模型(HMM)的陀螺漂移预测方法。首先利用AR模型参数能够敏感状态变化规律的特性,提取陀螺漂移数据的自回归系数作为特征量;然后对具有混合高斯输出的HMM进行训练;最后对陀螺仪的状态进行加权预测,改进了趋势预测的方法,解决了陀螺漂移在小样本数据条件下的预测问题。实验分析了加权模型阶数和HMM状态数对陀螺漂移预测结果的影响,并验证了预测方法的有效性。     

基于SoPC的捷联系统硬件平台的设计

为了提高激光陀螺捷联系统的硬件平台集成度并减小其功耗,满足微小型导航系统的要求,在基于Xilinx的Virtex-4 FPGA芯片上,通过SoPC方法设计新一代硬件平台。该硬件平台使用FPGA内嵌的PowerPC405硬核处理器作为功能控制与运算中心,并在FPGA逻辑中设计功能全面的IP核来实现数据采集、数字滤波、串口通信和部分导航解算。从而在保证较高的运算速度和精度的同时,达到了预期的效果。     

视轴稳定系统的非接触式陀螺修正技术

针对陀螺视轴稳定装置中陀螺的输出漂移误差影响视轴稳定性能的问题,提出一种利用视觉测量技术对陀螺信号进行实时修正的方法。通过在地面上共面设置的4个固定信标和载体上双焦CCD摄像机,组成单目视觉测量系统,应用四元数描述载体和大地直角坐标系间的变换关系,在此基础上采用Levenberg-Marquardt迭代算法和刚体运动学原理,推导出采用DLOSS装置实现陀螺信号修正的机理。仿真结果表明了该方法的有效性。     

光纤陀螺输入轴失准角温度补偿研究

提高温度特性是光纤陀螺仪工程化的一个难题,温度补偿是解决该问题的一种有效方法。光纤陀螺与温度相关误差项主要为零漂和标度因数,输入轴失准角也是影响光纤陀螺应用的一个重要误差项。在大量试验的基础上,分析了光纤陀螺输入轴失准角误差产生机理,采用多项式拟合方法建立了输入轴失准角误差全温模型,对多套光纤陀螺进行了全温补偿。试验结果表明,输入轴失准角补偿前全温变化在2?10^-3rad数量级,补偿后全温变化小于3?10^-4rad,精度提高了近一个数量级,大大提高了光纤陀螺仪的全温性能。     

一种块状材料型光纤电流传感器的研究

针对高压大电流的检测,研制了一种块状材料型光纤电流传感器。对传感器的光路与电路结构做出了设计,建立了传感器的数学模型,并指出了影响传感器性能的关键因素。使用传感器进行了电流检测实验,实验表明:该传感器能实现30 kV条件下30 kA连续或脉冲电流的测量,为高压大电流的检测提供了一种有效方法。     

光纤声发射传感器的研究现状与展望

光纤声发射传感器是近年来出现的集光学、声学、电子学为一体的新型声发射传感器。介绍了光纤声发射传感器的原理、特点、研究现状和最新进展,以及各类传感器在不同领域的应用情况,提出了目前光纤声发射传感技术存在的问题、发展趋势与展望。     

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DSP的矿井光纤直放系统的设计

根据煤矿井下巷道狭长、拐点多、分支多的特点,针对井下环境中移动通信系统通话质量差、可靠性低等问题,提出了一种基于DSP的矿井光纤直放系统的设计方案,详细介绍了系统基于DSP的自动监控单元和FIR数字滤波器的设计及语音激活技术在直放系统中的应用。该光纤直放系统解决了井下广域范围移动通信问题,采用DSP对系统实施自动监控,为系统稳定运行提供了可靠保障;数字滤波器的引入、话音激活技术的应用使井下通信系统性能更稳定、话音质量更好、抗干扰性更强,为矿井移动通信的最佳实现奠定基础。