干涉型光纤陀螺随机噪声的分析研究

系统地分析了光纤陀螺所包含随机噪声的种类及其来源和特性,介绍了分析光纤陀螺随机噪声的工具———A llan方差法和国军标模型拟合法。对某型干涉型光纤陀螺的静态实验数据,分别应用上述2种分析方法,计算分析了光纤陀螺信号中的噪声分量。计算结果表明:试验所用的光纤陀螺输出的静态信号中含有量化噪声、角随机游走噪声、角速率随机游走噪声、零偏不稳定性和速率斜坡噪声,其中,角速率随机游走噪声、零偏不稳定性和速率斜坡噪声含量较大。该分析研究对光纤陀螺的研究有很好的应用价值。     

IFOG中相位调制器的残余强度调制及其测量

利用开环正弦波调制解调方法,推导了铌酸锂相位调制器的残余强度调制(简称RIM)对干涉型光纤陀螺(简称IFOG)信号的影响,指出在调制频率漂移或光纤环渡越时间变化时RIM可导致陀螺的零偏和噪声增大.对典型条件的计算表明,0.01°/h的IFOG容许的最大RIM为13ppm,0.1°/h的中低精度IFOG则为81ppm.提出利用锁相放大器精确测量相位调制器RIM的方法,并对国产器件进行测量,结果表明,器件RIM指标可在中低精度IFOG中应用.     

用光电综合负反馈补偿IFOG的零漂

提出一种新的零漂补偿方法－光电综合负反馈法。该法利用一种特殊结构，将ＩＦＯＧ系统的零漂准实时测出，并通过光电综合反馈控制漂，计算机仿真和实验结果证明了该方法是有效的。     

再入式集成光学陀螺实验研究

本文在干涉型光纤陀螺 (IFOG)成熟产品模块化结构的基础上 ,提出了无源和有源再入式集成光学陀螺 (IOG)的系统方案。它们在光源、调制器等主要器件上和 IFOG是兼容的。理论分析表明 ,无源和有源 IOG可以分别达到 10 .0°/ h和 0 .1°/ h的精度。     

IFOG中的消除偏振误差的方法

干涉式光纤陀螺(IFOG)中光波偏振态的变化对输出信号的质量会产生很大的影响,本文从原理上分析了保偏和消偏这两种消除偏振误差的方法,其中基于光纤环的消偏器具有很高的性能和实用价值.     

干涉式光纤陀螺控制器的设计与仿真

光纤陀螺的研究与开发目前主要集中在工程应用技术方面.干涉式光纤陀螺(IFOG)的动态性能受控制系统设计的影响.现根据干涉式光纤陀螺数字闭环检测过程,建立了控制系统的动态模型,详细分析并设计了数字PID控制器和IIR滤波器.仿真结果显示,设计的控制器能够有效地提高干涉式光纤陀螺的输出带宽,改善系统的动态特性.     

数字闭环干涉式光纤陀螺的控制器设计与仿真

光纤陀螺与传统的机械陀螺相比,具有动态范围大、成本低、体积小、可靠性高等优点.数字闭环干涉式光纤陀螺(IFOG)的动态性能受控制系统设计的影响.现根据光纤陀螺数字闭环检测过程,建立了控制系统的数学模型,设计了模糊自适应PID控制器.仿真结果显示,设计的控制器能够有效地增强系统的鲁棒性,缩短调节时间,改善系统的动态性能.     

基于受控马氏链的干涉型光纤陀螺温度漂移模型

导出了单输入单输出(SISO)系统马氏链模型和差分方程的关系;给出了状态转移概率矩阵估计的具体方法;最后,依据某型干涉型光纤陀螺(IFOG)实际测试数据,进行了仿真研究。结果表明,采用本文的方法可以对光纤陀螺温度漂移进行辨识,和同类方法比较,具有较好的预测效果。     

空间应用光纤陀螺随机游走误差在线监测方法

随机游走误差是光纤陀螺空间应用中最受影响的误差之一。在分析陀螺器件在辐照环境下的失效模式以及陀螺模型的基础上,得到了前向通道增益是随机游走误差性能劣化的特征量的结论。依据相关辨识理论,提出了前向通道增益的在线监测方法,并在FPGA中得到了实现。通过将伪随机二进制码叠加在阶梯波中,并与方波调制伪随机二进制码解调得到前向通道增益;计算伪随机辨识信号与方波信号的相关性,该方法不会影响陀螺的正常工作。通过光纤陀螺辐照模拟实验验证了该方法的有效性,结果表明辐照过程中辨识得到的前向通道增益能够反映出随机游走误差75%的劣化。     

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。