激光陀螺機抖控制數(shù)字化研究.pdf

1、激光陀螺因高精度、高可靠性、高性價比及抗沖擊能力等諸多優(yōu)勢,在軍、民等諸多領(lǐng)域得到了廣闊的的發(fā)展空間。同時伴隨著數(shù)字處理芯片的快速向前發(fā)展,國內(nèi)激光陀螺產(chǎn)品對數(shù)字化、集成化要求亟待解決,尤其是機抖控制系統(tǒng)的數(shù)字化。當前大部分陀螺機抖電路,采用模擬電子器件構(gòu)建控制系統(tǒng),由于采用的是分離電子元器件或者模擬IC,造成系統(tǒng)體積偏大,擴展能力弱,信號處理繁冗、還存在溫漂及噪聲影響大等特點,這些問題極力阻礙著市場的需求。因此,設(shè)計數(shù)字化的機抖控制系

2、統(tǒng),可以有效推動數(shù)字化、微型化的激光陀螺產(chǎn)品發(fā)展。本文將數(shù)字信號處理器DSP引入激光陀螺機抖控制系統(tǒng),作為核心的數(shù)據(jù)處理和控制單元,實現(xiàn)機抖幅度控制、頻率跟蹤和噪聲注入任務(wù)要求。
　　本文首先詳細介紹激光陀螺工作機理和分析閉鎖誤差及其解決辦法,通過傳遞函數(shù)對抖動機構(gòu)進行頻率特性分析,得到了抖幅在環(huán)路控制中需保持相對穩(wěn)定、頻率實時同步跟蹤的要求,還對噪聲的注入方式和強度要求進行介紹。提出通過采集抖動反饋信號均方根值,調(diào)制輸出方波占空

3、時間的方法達到機抖穩(wěn)幅。采用比較器對信號進行過零點的檢測,輸出兩路中斷信號給DSP進行相關(guān)判斷。設(shè)計出DSP通過四路端口組合控制輸出激勵方波并進行高壓放大,同時解決高壓放電問題。
　　利用MATLAB對陀螺控制環(huán)路進行模擬,引入PID方法對幅度控制進行設(shè)計。通過仿真,幅頻裕度、相頻裕度、響應(yīng)快速性及穩(wěn)態(tài)誤差都能很好滿足機抖控制。在DSP軟件設(shè)計中,結(jié)合工程試湊法和仿真實驗判定PID的調(diào)節(jié)參數(shù),通過改變占空時間,實現(xiàn)PID控制機抖激