超流体陀螺的原理和最新发展

超流体陀螺是基于物质波萨格纳克效应的干涉式陀螺仪,具有实现高精度陀螺仪的潜力.在阐述了超流体陀螺原理的基础上,分析了超流体陀螺在超流体干涉仪实验装置的研制和相关原理的研究、量程扩展技术研究、噪声特性研究等方面取得的最新成果,并对超流体陀螺的未来发展趋势进行了展望.     

基于多圈环绕结构的超流体陀螺噪声抑制方法

超流体陀螺是新一代惯性传感器,其面临的关键问题是：输出存在较大的噪声,引起其高测量精度的潜力不能发挥。为此,基于对管路多圈环绕时的流体感抗分析,构建了多圈环绕时超流体陀螺噪声的数学模型;并综合考虑多圈环绕对超流体陀螺的影响,研究最优环绕圈数,提出基于多圈环绕结构的噪声抑制方法。研究结果表明,随着环绕圈数的增加,超流体陀螺的噪声呈现逐渐下降的趋势。根据通用参数,采用最优圈数进行多圈环绕时,超流体陀螺的噪声值被抑制为无多圈环绕时的1/4. 因此基于该方法,超流体陀螺的测量精度得到了显著提高。     

基于EKF的超流体陀螺噪声抑制方法

超流体陀螺是基于物质波萨格纳克效应的干涉式陀螺仪,存在输出噪声较大致使其高测量精度的潜力不能发挥等问题.为此,基于超流体陀螺的工作机理,推导其状态方程和测量方程,构建其运动模型.对测量方程在工作点处进行泰勒级数展开,将其线性化,提出超流体陀螺的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,从信号处理角度抑制该陀螺噪声.仿真结果表明,基于该方法得到的角速度测量值误差有了较大改善,超流体陀螺的测量精度有了显著提高.