光纖陀螺溫度特性與補(bǔ)償方法研究.pdf

1、光纖陀螺（Fiber-Optic Gyroscope）是一種新型光學(xué)慣性導(dǎo)航儀器，光纖陀螺結(jié)合了慣性導(dǎo)航、機(jī)械、光學(xué)、電子等學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)。相比機(jī)械式陀螺，光纖陀螺擁有精度高、體積小、啟動(dòng)快、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，成為世界各國研究人員的熱點(diǎn)研究課題，在陸、海、空、天等慣性測(cè)量場(chǎng)合，光纖陀螺以其優(yōu)越的性能，得到了大量的應(yīng)用。光纖陀螺的精度受很多因素影響，為了提高其精度，需要研究其漂移與溫度變化的規(guī)律，和相應(yīng)的改善辦法。工程人員嘗試了很多方法，

2、用以抑制光纖陀螺的溫度效應(yīng)，如改善光纖材料、多極對(duì)稱環(huán)圈繞法、加裝溫控裝置等，并未完美地解決該問題，還增加了陀螺結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，因此我們需要找到一種其它的方法來解決該問題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴推導(dǎo)了光纖陀螺的溫度機(jī)理理論，研究了各主要光學(xué)和電子器件的溫度特性，為研究溫度特性和主要器件之一的光纖環(huán)提供了思路。⑵用有限元方法模擬了溫度場(chǎng)對(duì)光纖陀螺的影響，對(duì)器件進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析和瞬態(tài)分析，得出了相應(yīng)的熱分布情況，研究了產(chǎn)生溫度漂移的

3、熱學(xué)機(jī)理。設(shè)置了不同的仿真實(shí)驗(yàn)條件，并用相應(yīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。⑶分析了各溫度因素的相關(guān)性，提出用高階多項(xiàng)式算法和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來補(bǔ)償溫度誤差，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。⑷設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)學(xué)模型。設(shè)計(jì)了不同溫度值和不同溫度變化速率條件下的光纖陀螺實(shí)驗(yàn)，分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算模型中的相關(guān)參數(shù)，評(píng)價(jià)算法的補(bǔ)償效果。⑸光纖陀螺的溫度效應(yīng)涉及熱學(xué)、彈性力學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)等學(xué)科，系統(tǒng)地研究其成因和解決辦法，有利于高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)的研制。光