光纤陀螺在摇摆状态下的误差建模与补偿

光纤陀螺在摇摆运动条件下存在不可忽略的角速率测量误差,该项误差制约了光纤陀螺捷联系统在恶劣角动态应用环境下的精度。针对这种情况,基于自动控制理论和光纤陀螺闭环控制方案,分析了闭环光纤陀螺摇摆误差的产生机理,指出角加速度是导致摇摆误差的主要因素。随后建立了光纤陀螺摇摆误差的简化模型,并提出了摇摆误差补偿算法。最后采用基于等效输入原理的动态特性测试方法,在不同的摇摆频率下对光纤陀螺进行了摇摆误差测试和补偿试验。试验结果表明,补偿后摇摆误差减小了一个数量级,验证了理论模型的准确性和补偿算法的有效性。     

原子陀螺基本概念及发展趋势分析

原子陀螺是一种利用原子光谱感受外部转动的高性能传感器,在惯性导航、姿态控制、科学研究等军民领域已表现出巨大的发展潜力和应用价值,并引起了国内外研究机构的巨大兴趣。回顾了原子陀螺的发展历程,并跟踪了国际上的最新研究动态。将原子陀螺根据其工作原理分为冷原子陀螺和核磁共振陀螺2个领域,并从工作原理、性能参数、应用方向等方面分别进行了阐述。最后分析了原子陀螺面临的挑战和未来发展趋势。     

微机控制环形激光陀螺自动扫模的研究与实现

在分析环形激光谐振空各种稳频技术与最优工作模式搜索技术的基础上,介绍了作自行研制的微机控制激光陀螺腔长自动调节系统,并介绍了０－３００Ｖ电压连续可调压电晶体驱动电源的研制。实验获得的腔长连续调节的曲线验证,微机控制的激光陀螺腔长自动调节系统可以稳定地获得正确的环形激光陀螺腔长变化信息,为实现数字化稳频提供了可靠的依据。该腔长自动调节系统的研制成功解决了我国自行研制数字化稳频系统的关键问题。     

激光陀螺抗辐照读出系统方案研究

为了提高环形激光陀螺(RLG)的空间环境适应性,提出了基于菲涅耳透镜的RLG抗辐照读出方案。该方案采用菲涅耳透镜对RLG输出的顺/逆时针光进行会聚,在其焦平面前方得到了条纹数不变、尺寸显著减小的干涉条纹。相比于采用普通凸透镜,基于菲涅耳透镜的读出系统在球差校正和安装便利性等方面更具优势。计算结果表明,该方案能将RLG输出光斑尺寸降低到原水平的1%以下,显著降低了对光电管的尺寸要求,从而大幅减小了辐照对探测器的损伤,提高了RLG的空间环境适应性。     

波长编码光纤线位移传感器的位移误差及补偿

本文分析了波长编码光纤线位移传感器位移误差的产生原因、误差类型和误差分布规律,并推导了误差计算公式.同时,对不同类型的误差提出了不同的补偿方法.     

光纤陀螺的角加速度误差分析与实验研究

角加速度误差是光纤陀螺的一项动态误差,该误差会引起光纤陀螺捷联惯导系统的姿态误差,制约捷联惯性导航系统在高动态应用条件下的精度。针对这种情况,在光纤陀螺闭环控制模型的基础上建立了闭环光纤陀螺的角加速度误差模型,并分析了影响角加速度误差的几项重要因素,包括控制回路总增益及控制周期等;随后给出了减小该误差的方法。基于等效输入原理,通过在反馈阶梯波上叠加斜坡信号,分别在不同条件下对闭环光纤陀螺的角加速度误差进行了测试实验。实验结果表明,不同角加速度和控制回路总增益条件下的角加速度误差测试值与理论计算值基本一致,验证了该误差模型的正确性。     

冷原子陀螺仪二维磁场系统容差设计研究

磁场系统作为磁光阱的重要组成部分,在高精度冷原子陀螺仪中占着重要地位。随着陀螺体积的减小和集成度的提高,磁场系统的制造和装调误差对陀螺性能的影响不断增大。这些误差将引起磁场零点漂移和磁场梯度变化,降低捕获效率和原子团的质量,从而影响陀螺性能。该文通过理论分析对二维磁场系统的主要制造和装调误差进行了筛选,并利用实验设计和Ansoft仿真完成了"虚拟"实验。基于实验结果的数学回归,对关键制造和装调参数设计了合理的容差限,并进行了试制验证。该工作为小型化冷原子陀螺仪二维磁场系统的设计和制造提供了理论指导。     

Fabry-Perot光纤位移传感器的工作原理与仿真

本文分析了一种商用白光干涉光纤位移传感器的结构和工作原理,并且在Matlab环境下对传感器和读数器的光信号处理过程进行了仿真,得到了传感器位移与读数器中Fizeau干涉仪光强分布之间的关系,并讨论了传感器信号解调的基本算法.最后展望了这种传感器在航空工业中的应用前景.