光纖陀螺溫度誤差測試與補(bǔ)償方法研究.pdf

1、光纖陀螺作為應(yīng)用在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的一種角速率敏感器，具有無轉(zhuǎn)動(dòng)器件、啟動(dòng)時(shí)間短、抗振動(dòng)沖擊能力強(qiáng)、成本低、壽命長、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事和民用的各個(gè)領(lǐng)域。光纖環(huán)作為整個(gè)光纖陀螺的核心部件，對外界環(huán)境溫度的改變十分敏感，會(huì)隨溫度的變化產(chǎn)生對應(yīng)的非互易相移誤差，因此，對光纖陀螺溫度誤差的測試與補(bǔ)償十分重要，本文主要研究光纖陀螺零偏與標(biāo)度因數(shù)兩個(gè)方面的誤差測試與補(bǔ)償，從而提高光纖陀螺溫度性能，以使光纖陀螺滿足更多應(yīng)用上的要

2、求，本論文的主要工作如下:
　　闡述國內(nèi)外光纖陀螺的發(fā)展情況和國內(nèi)外光纖陀螺溫度補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀。分析說明了光纖陀螺基本原理以及誤差機(jī)理。其中，誤差機(jī)理中主要分析了會(huì)產(chǎn)生零偏與標(biāo)度因數(shù)誤差的內(nèi)因與環(huán)境影響造成的外因，著重說明溫度對其的影響。
　　研究內(nèi)容主要分為兩部分:光纖陀螺零偏誤差測試與補(bǔ)償與光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)誤差測試與補(bǔ)償。
　　在零偏研究部分，首先介紹了目前常用測試方法，針對其不能體現(xiàn)出陀螺輸出誤差與變溫速率的關(guān)系

3、的缺點(diǎn)，提出了一種多變溫速率測試方法并對陀螺進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)，通過分析與計(jì)算，建立了其升溫過程中的陀螺輸出標(biāo)準(zhǔn)差與變溫速率的模型，以該模型作為陀螺熱漂移誤差與變溫速率關(guān)系的評價(jià)指標(biāo)。然后介紹了目前常用的補(bǔ)償方法——最小二乘法，并用該方法對陀螺輸出進(jìn)行補(bǔ)償，為對比線性與非線性補(bǔ)償方法的補(bǔ)償效果，編寫B(tài)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償界面，使用該界面對陀螺輸出補(bǔ)償，比較兩種方法的補(bǔ)償結(jié)果，得出BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償效果更優(yōu)的結(jié)論。
　　在標(biāo)度因數(shù)研究部分，同樣，

4、首先介紹了目前測試方法，針對其實(shí)驗(yàn)過程繁瑣且不能表現(xiàn)出標(biāo)度因數(shù)隨溫度連續(xù)變化的輸出情況的不足之處，提出一種全溫標(biāo)度因數(shù)測試方案。用該方案測試光纖陀螺，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并確定對應(yīng)的陀螺評價(jià)指標(biāo)。然后最小二乘法對陀螺標(biāo)度因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，針對傳統(tǒng)最小二乘法階數(shù)固定、不能實(shí)現(xiàn)在線補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)，提出變階數(shù)最小均方(Fraction-tap Least Mean Square，F(xiàn)LMS)算法進(jìn)行標(biāo)度因數(shù)補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明，該方案補(bǔ)償效果明顯優(yōu)于最小二乘