光纖陀螺噪聲分析與數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、光纖陀螺是一種基于Sagnac效應(yīng)的新型角速度傳感器，與傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺相比，具有動(dòng)態(tài)范圍寬、成本低、重量輕、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天及艦船的控制及導(dǎo)航系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)高精度的干涉型光纖陀螺中的各種噪聲及信號(hào)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了深入研究，在光路噪聲抑制、信號(hào)檢測(cè)方面提出了新的方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，得到了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。具體研究?jī)?nèi)容如下： 在高精度干涉型光纖陀螺中，各種噪聲對(duì)光纖陀螺性能有很大的影響，并成為限

2、制光纖陀螺精度提高的重要因素。因此，本文在對(duì)光纖陀螺的基本原理、調(diào)制及信號(hào)檢測(cè)方法進(jìn)行了深入研究的基礎(chǔ)上，首先對(duì)光纖陀螺中由光學(xué)器件工藝本身及外界影響產(chǎn)生的各種噪聲進(jìn)行了認(rèn)真分析，為光纖陀螺噪聲的抑制和消除以及信號(hào)檢測(cè)精度的提高奠定了一定的理論基礎(chǔ)。 其次，完成了高精度光纖陀螺數(shù)字閉環(huán)控制方案的具體實(shí)現(xiàn)，并針對(duì)由核心器件Y波導(dǎo)溫度不穩(wěn)定性所引起的閉環(huán)調(diào)制增益漂移問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于第二閉環(huán)的、能對(duì)由這種不穩(wěn)定性帶來(lái)的誤差進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償

3、的兩種方案。通過(guò)比較分析選定了基于四狀態(tài)調(diào)制方法的雙閉環(huán)控制方案作為最終的實(shí)驗(yàn)方案，該方案具有信號(hào)解調(diào)簡(jiǎn)單，誤差檢測(cè)實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)，能夠更有效的提高光纖陀螺的標(biāo)度穩(wěn)定性和精度。 最后，根據(jù)光纖陀螺輸出干涉信號(hào)的特點(diǎn)以及微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選擇合適的元器件構(gòu)建了光纖陀螺數(shù)字閉環(huán)信號(hào)處理硬件電路，并利用VHDL語(yǔ)言完成了軟件設(shè)計(jì)，進(jìn)而在FPGA中的實(shí)現(xiàn)了基于四狀態(tài)調(diào)制方法的光纖陀螺雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。然后對(duì)軟、硬件進(jìn)行了組合