光纖陀螺建模及誤差特性研究.pdf

1、光纖陀螺目前已成為慣性技術(shù)領(lǐng)域的新型主流儀表，其原理、工藝及關(guān)鍵技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)電式儀表有很大的差別，具有高可靠、長壽命、快速啟動(dòng)、大動(dòng)態(tài)范圍等一系列優(yōu)點(diǎn)。國外已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段，而國內(nèi)仍處于工程化、實(shí)用化研究階段。本文針對(duì)光纖陀螺工程化應(yīng)用中面臨的突出問題進(jìn)行了一系列的研究。其中，對(duì)光纖陀螺系統(tǒng)進(jìn)行建模是一項(xiàng)基礎(chǔ)而又重要的工作，它在光纖陀螺的仿真研究、性能評(píng)價(jià)和性能預(yù)測中起著重要的作用，對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和故障排除具有重要意義。本文在分析

2、了光纖陀螺實(shí)際結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立了接近實(shí)際情況的非線性動(dòng)態(tài)模型和隨機(jī)模型。 在工程應(yīng)用中，減小或消除各種誤差因素的影響，是提高光纖陀螺性能的重要工作。本文在對(duì)光纖陀螺誤差源進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)環(huán)境誤差因素中的溫度和振動(dòng)影響進(jìn)行了研究。雖然與其它形式的陀螺相比，光纖陀螺具有天生的抗振優(yōu)勢(shì)，但使用中也暴露出振動(dòng)環(huán)境對(duì)陀螺精度的不良影響，本文分別從機(jī)械振動(dòng)理論和光路的振動(dòng)調(diào)制理論對(duì)光纖陀螺振動(dòng)誤差的機(jī)理進(jìn)行了研究，并且提出

3、了抑制措施。 溫度漂移誤差是制約光纖陀螺性能進(jìn)一步提高的重要因素。本文通過實(shí)驗(yàn)研究了組成光纖陀螺的各主要光學(xué)元器件受溫度影響的差異，并且針對(duì)溫度變化影響下的光纖環(huán)熱致非互易噪聲進(jìn)行了理論研究，建立了光纖環(huán)溫度誤差模型，分析了光纖環(huán)在不同繞制方法下的溫度相位噪聲。 最后，本文采用浮動(dòng)零點(diǎn)差動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)對(duì)光纖陀螺的光路部分進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了用于光路改進(jìn)信號(hào)處理的光電轉(zhuǎn)換．電子運(yùn)算電路，它利用陀螺功能材料和器件的對(duì)稱性有效地克服