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全数字开环光纤陀螺工作点实时控制

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围内的启动时 间小 于 １ｓ Ｏ。
关键词：开环光纤陀螺；工作点；实时控制 中图分类号：Ｖ ４ ． ２１ ５ 文献标识码：Ａ
Ｒｅ ｌｔ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｆ ｈ ｒ ｏ ｎ ｌ ｄ ｇ ｔ ｌ ｐ ｎ－ ｏ Ｏ Ｇ ａ －ｉ ｏ ｔｏ ｅｗｏ ｋ ｐ ｉ ｔ ｎ ａ ｌ ｉ ｉａ ｅ －ｏ ｐ Ｆ －ｍ ｏ ｔ ｉ ｏ ｌ
引 言
光纤陀螺是一种全固态的光学陀螺 ， 具有可靠性高、动态范围大 ，启动时间短等优点 ，经过 二十多年 的发展， 在国外已经开始广泛应用ｔ ｌ 低精度、 ｌｏ ， ２ 低成本光纤陀螺作为一个重要方向， 具有 巨大的市场空间。 虽然它对精度要求只有 １ ｈ １Ｏ ，但是对陀螺成本控制要求十分严格 。目前 ，采用损耗小、成本低的压 。 － Ｏ／ ／ ｈ 电陶瓷相位调制器的全光纤开环光纤陀螺是一种确实可行的技术方案。压 电陶瓷相位调制器是开环光纤陀 螺的关键器件 ，为光纤陀螺的信号解调提供非互易相位偏置，这种偏置（ 或叫陀螺工作点） 是否稳定直接影
Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｏ ｔ ｌ ｔ ｏ ａ ｔ ｂ ｌ ｅ ｔ ｅ ｗｏ ｋ ｐ ｉｔｏ ｐ ｎ ｌ ｏ ＯＧ ｉ ｈ ｘ ｅｉ ｍｅ ｔ ｌ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｓ ｏ ｍｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｓａ ｉ ｚ ｈ ｒ ｏ ｎ ｆｏ ｅ ｏ ｐ Ｆ ｉ ｎ ｌｒ ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｇ ． ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｂ ｌ ｙ ｉ １ １ ａｇ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｒ ｎ ｅ Ｔｈ ｏ ｔｏ ａ ｉ ｔ ｓ ． ６×１ 一 ． ｉｓ ｉ ３ １× １ ｑ ａ ｄ ｔ ｅ ｓａｔｕ ｉ ｓ ｓ ｉ ０ ｂ ａ ｓ ， ｎ ｈ ｔ ｒ－ ｐ ｔ ０ ｍｅ ｉ
全数字 开环 光纤陀螺工作 点实 时控 制
宋章启 ，姚 琼 ，范 磊 ，谢元平 ，胡永 明
（国防科学 技 术大学 光电科学 与工程 学院 ，湖南 长 沙 ４ ０ ７ １０ ３）
摘要：工作点控制是 实用型开环光纤陀螺必须解决的技术问题，为此提 出了全数字开环光纤陀螺 工作点控制方案。在 不增加硬件的情况下，通过提取 陀螺信 号中的二、四次谐波幅值获得 陀螺工 作点信号， 并作为控制输入量 ， 调整调制信号的幅度，实现对 陀螺Ｘ作点的实时控制 实验表明， － － 该方案在宽温度范围内使 陀螺＿作点稳定性达到 １ ６ １～ 偏差为 ３１ １一， 一 ０ 到 ６ ＂范 Ｙ － ． ×０ ， １ ． Ｏ 在 ４￣ × Ｃ ０ Ｃ
ｗｏｋ ｐ ｉｔｃ ｎ ｒｌｍｅｈ ｄ ｉ ｌ ｄｇｔｌｏ ｅ －ｏ ｐ Ｆ ｒ ｏｎ ｏ ｔｏ ｔｏ ｎ ａｌ ｉｉ ｐ ｎ ｌｏ ＯＧ ｓｐ ｅｅ ｔｄ Ａｃ ｏ ｈ ｒ ｏｎ，
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第 ３ 卷第 ５ ３ 期
２ ０ 年 ５月 ０６
光 电工程
Ｏｐ ｏ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｔ － ｅ ｔｏ ｉ ｎ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖ １ ３ Ｎｏ ５ ｏ． ． ． ３ Ｍａ ， ０ ６ ｙ２０
文 章编号 ： １０ — ０ （０ ６０ — ０ ０ ３ ５ ２ ０ ）５ ０ — ４ ０ １ Ｘ １ ７
响陀螺输 出 。为 了稳 定陀螺 工 作点 ，以往 常 Ｊ的方法 一种是 基于 伺服控 制原理 ，通过 控制 电路 使调 制器 工 ＝ ｆ 】
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全数字开环光纤陀螺调制信号的产生方法

全数字开环光纤陀螺调制信号的产生方法


１ 引 言
ｍｏ ｕａｉｎｓ ｎ ｌ ｉ ｊｓ ｂｅ ｍｐｉ ｄ ｓｂ ｒｄ ｃｄｂ ｉ ｔｌ ｔｏ ． ｉ ｔｍａ ｅ ｔ ｅｃ ｐｉｎｏ Ｏ ｓ ｄ ｌ ｏ ｇ ａ ｗ ｔ ａ ｕｔ ｌ ａ ｌｕ ｅ ｔ ｉ ｈｄ ａ ｔ ｍｕ ｔ ｅ ｏ ｕ ｅ ｙｄｇ ａｍｅｈ ｄ Ｆｒ ， ｔ ｍａ ｃｄｓｒ ｔ ｆ Ｇ’ ｐ ｉ ｓ ｈ ｉ ｉ ｏ Ｆ ｍｏ ｕａｉｎｓ ｎ ｌ ａ ｎ ｌｚｄ ａ ｄ ｈｎｔｒｅ ｔｏ ｓ ｏ ｒｄ ｃ ｇｍｏ ｕａ ｏ ｇ ａｗｉ ｄｕｔ ｌ ａ ｌ ｄ ｒ ｄ ｌ ｏ ｇ ａ ｗ ｓ ａ ｅ， ｅ ｅ ｈ ｄ ｒ ｏｕ ｉ ｄ ｌｉｎｓ ｌ ｔ ａｊｓ ｂｅ ｍｐｉ ｅ ｅ ｔ ｉ ａ ｙ ｎ ｔ ｈ ｍｅ ｆ ｐ ｎ ｔ ｉ ｈ ｎ ａ ｕ ｔ ｗｅ ｄｓｕ ｓｄ ｗ ｉ ｒ ｉ ｃ ｗａｅｔｂｅｍｅ ｏ ， ｌｐｉ ｔ ｅａ ｐｉ ｄ ｄｕｔ ｇｍｅ ｏ ｎ ｗｏｌ ｅ ｗａｅｔｂｅ ｉ ｓｅ ， ｈｃ ａｅｄｒ ｔ ｖ ａｌ ｃ ｈ ｅ ｔ ｄ ｍｕｔ ｌ ａｉ ｍ ｌ ｅａｊｓｎ ｔ ｄ ａｄｔ － ｖ ｌ ｖ ｌ ｈ ｉ ｃ ｖ ｕ ｔ ｉ ｈ ｅ ａ
第 ３ 卷第 １ 期 ５ ２
２０ 年 １ ０８ ２月
光 电工程
Ｏｐ ｏ Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｔ — ｌ ｃ ｒ ｎ ｃＥ ｇｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖ １ ５ Ｎｏ １ ｏ ． ． ．２ ３
Ｄｅ ， ０ ｃ ２ ０８
文 章编 号 ：１０— ０Ｘ（０８１— ０８ ０ ０３ ５ １ ２ ０）２ ０７— ４
号进行 工作 点控制 的实验 结果。在 大多数情 况下，两级 波表 法是较好 的选择 ，它可在存储容量及计算 资源都有限
的情况下实现 工作 点的精确控制 。 关键 词：开环 光纤陀螺 ；调制信 号；幅度调节 ；陀螺仪
2024年光纤陀螺仪原理及其工程应用

2024年光纤陀螺仪原理及其工程应用


光纤陀螺仪的分类
01
03
干涉型光纤陀螺仪(I—FOG)
谐振式光纤陀螺仪(R-FOG)
延迟符
02
受激布里渊散射光纤陀螺仪(B-FOG)
光纤陀螺仪的分类
01
延迟符
干涉型光纤陀螺仪(I—FOG)，即第一代光纤陀螺仪，目前应用最广泛。它采用多匝光纤圈来增强SAGNAC效应，一个由多匝单模光纤线圈构成的双光束环形干涉仪可提供较高的精度。
光纤陀螺仪的发展现状
延迟符
到目前为止 ,光纤陀螺已从供战术应用的低精度型向导航用的中精度和高精度型发展 ,以光纤陀螺为基础的惯性系统也开始在越来越多的场合得到应用。 随着我国工业现代化的发展 ,各领域对光纤陀螺的需求越来越大。北京理工大学、北京航空航天大学等都开展了光纤陀螺的研制并取得了较大的成果。 总体而言 ,我国在光纤陀螺关键技术及实用化上与国外先进水平相比仍有较大差距。光纤陀螺技术将成为 21世纪惯性技术重点发展方向 ,必将在我国获得更大发展 ,在军民两用领域得到更广泛应用。
轻质复合材料光纤陀螺仪在航天工程的应用
延迟符
轻质复合材料光纤陀螺仪在航天工程的应用
。
延迟符
由于是在外太空的空间环境下使用的姿态控制传感器，除了低热膨胀，低热导率以外，FOG还需要具有重量小和能抗发射振动的破坏性， 并具有高刚度以抑制Shupe效应。 CFRP满足所有这些要求，表明CFRP是未来FOG的强大候选材料。
光纤陀螺仪的分类
03
延迟符
受激布里渊散射光纤陀螺仪(B-FOG)，又称光纤环形激光陀螺(F-RLG)，或受激布里渊散射光纤环形激光陀螺(B-FRLG) 。
光纤陀螺仪的发展现状
延迟符
光纤陀螺的发展是日新月异的。许多大公司出于对其市场前景的看好，也纷纷加入到研究开发的行列中来。由于光纤陀螺在机动载体和军事领域的应用甚为理想，因此各国的军方都投入了巨大的财力和精力。 目前一些发达国家如美、日、德、法、意、俄等在光纤陀螺的研究方面取得了较大进步，一些中低精度的陀螺已经实现了产品化，而少数高精度产品也开始在军方进行装备调试。 美国在光纤陀螺的研究方面一直保持领先地位。目前美国国内已经有多种型号的光纤陀螺投入使用。以斯坦福大学和麻省理工大学为代表的科研机构在研究领域中不断取得突破，而几家研制光纤陀螺的大公司在陀螺研制和产品化方面也做得十分出色。最著名的Litton公司和Honeywell公司代表了国际上光纤陀螺的最高水平。
谐振式光纤陀螺系统建模及其应用研究

谐振式光纤陀螺系统建模及其应用研究

谐振式光纤陀螺系统建模及其应用研究
邹康;曲天良;郑畅;张熙;王晨晟
【期刊名称】《导航定位与授时》
【年(卷),期】2024(11)2
【摘要】谐振式光纤陀螺作为高精度角速度传感器,以其集成化高、成本低以及抗干扰性强等独有优势,逐渐成为下一代光学陀螺研究发展的热点。

通过对谐振式光纤陀螺工作原理的分析,建立了陀螺数字信号处理系统可视化模型,并对系统谐振曲线和同步解调曲线等开环输出以及锁频反馈下闭环输出进行了模拟仿真。

利用仿真模型分析了正弦波调制下谐振谱分裂现象,并搭建实验装置对其进行了验证。

结果表明,实验中正弦信号调制频率高于系统谐振输出半高全宽一半,即对应2 MHz时,谐振谱分裂会导致同步解调输出线性区域出现明显失真,严重恶化了标度因数线性度。

因此,搭建的谐振式光纤陀螺仿真模型能够准确而有效地模拟系统的工作状态,在系统噪声抑制和精度提升方面具有指导性意义。

【总页数】11页(P35-45)
【作者】邹康;曲天良;郑畅;张熙;王晨晟
【作者单位】华中光电技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.4
【相关文献】
1.谐振式光子晶体光纤陀螺环路建模与仿真
2.基于单片FPGA的谐振式光纤陀螺数字系统设计与实现
3.谐振式光纤陀螺数字检测系统中A/D、D/A研究
4.谐振式光纤陀螺多激光器系统相对频率噪声抑制（英文）
5.宽谱光源谐振式光纤陀螺谐振特性分析
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全数字闭环光纤陀螺信号处理系统研究的开题报告

全数字闭环光纤陀螺信号处理系统研究的开题报告

全数字闭环光纤陀螺信号处理系统研究的开题报告一、选题背景：随着卫星导航和惯导技术的不断发展，惯性导航已经成为现代导航领域不可或缺的一部分。

光纤陀螺具有高精度、长寿命和快速响应等优点，因此成为惯性导航领域的重要器件之一。

目前光纤陀螺系统中的信号处理模块主要采用模拟电路，其存在的问题包括：信号质量难以保持、温漂大、实现数字化困难等。

因此，采用数字信号处理技术用于光纤陀螺信号处理已成为研究的热点。

二、研究内容：本研究将研究全数字闭环光纤陀螺信号处理系统。

主要研究内容包括：1. 光纤陀螺信号的数字化处理，建立数学模型，将基于角速度的信号转换为基于位移的信号。

2. 基于FPGA实现数字滤波算法，对光纤陀螺信号进行滤波处理，提高信号质量和精度。

3.设计全数字闭环控制算法，实现对光纤陀螺的闭环控制，提高光纤陀螺的稳定性和精度。

4.开发系统软件，实现对光纤陀螺系统的监控和控制，可实现光纤陀螺参数设置、系统状态显示等功能。

三、研究意义：本研究所设计的全数字闭环光纤陀螺信号处理系统，在光纤陀螺领域具有非常重要的意义：1. 采用数字信号处理技术，不仅可以提高光纤陀螺信号质量和精度，还能对光纤陀螺系统进行数字化控制。

2. 全数字闭环光纤陀螺信号处理系统可以克服模拟电路的一些缺陷，提高光纤陀螺系统的稳定性和可靠性。

3. 在航天、智能交通等领域具有广泛的应用前景，对我国的经济建设和国防建设都具有重要的战略意义。

四、研究方法：本研究采用以下研究方法：1. 理论研究法：通过对光纤陀螺信号处理相关理论的研究，建立系统数学模型。

2. 数字信号处理技术：利用Matlab等工具对光纤陀螺信号进行数学处理和滤波处理。

3. FPGA硬件系统设计：采用VHDL语言设计数字滤波算法等硬件系统。

4. 系统软件开发：采用C++等编程语言开发光纤陀螺信号处理系统的软件控制模块，实现对光纤陀螺系统的控制和监测等功能。

五、预期成果：本研究预期达到以下成果：1. 全数字闭环光纤陀螺信号处理系统的设计和实现，包括数字滤波算法、闭环控制算法、系统软件等方面的研究。