激光陀螺機(jī)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(jià)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(shí)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(jī)抖控制系統(tǒng)的數(shù)字化。當(dāng)前大部分陀螺機(jī)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(kuò)展能力弱,信號處理繁冗、還存在溫漂及噪聲影響大等特點(diǎn),這些問題極力阻礙著市場的需求。因此,設(shè)計(jì)數(shù)字化的機(jī)抖控制系

2、統(tǒng),可以有效推動(dòng)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(jī)抖控制系統(tǒng),作為核心的數(shù)據(jù)處理和控制單元,實(shí)現(xiàn)機(jī)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(xì)介紹激光陀螺工作機(jī)理和分析閉鎖誤差及其解決辦法,通過傳遞函數(shù)對抖動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)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(shí)時(shí)同步跟蹤的要求,還對噪聲的注入方式和強(qiáng)度要求進(jìn)行介紹。提出通過采集抖動(dòng)反饋信號均方根值,調(diào)制輸出方波占空

3、時(shí)間的方法達(dá)到機(jī)抖穩(wěn)幅。采用比較器對信號進(jìn)行過零點(diǎn)的檢測,輸出兩路中斷信號給DSP進(jìn)行相關(guān)判斷。設(shè)計(jì)出DSP通過四路端口組合控制輸出激勵(lì)方波并進(jìn)行高壓放大,同時(shí)解決高壓放電問題。
　　利用MATLAB對陀螺控制環(huán)路進(jìn)行模擬,引入PID方法對幅度控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。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(jī)抖控制。在DSP軟件設(shè)計(jì)中,結(jié)合工程試湊法和仿真實(shí)驗(yàn)判定PID的調(diào)節(jié)參數(shù),通過改變占空時(shí)間,實(shí)現(xiàn)PID控制機(jī)抖激