● 摘要
空间用光纤陀螺对Y波导性能长期稳定性的研究成为迫切需求,目前,在空间辐射作用下半波电压的研究还没有一个完善的理论模型,变化机理和辐射特性还不是很清楚,另外,现有的控制技术的有效性和适应性也缺乏深入研究。针对上述问题,论文重点研究了Y波导半波电压在空间长期作用下的演变机理、辐射模型及相应的模型参数识别,以及现有半波电压的闭环控制技术的优缺点和适应性。此外,还对Y波导调制深度的进行优化,并完成实验验证。论文主要开展以下研究:
一、光纤陀螺用Y波导受辐射影响机理研究。从Y波导的结构和基本工作原理出发,分析了空间辐射效应及铌酸锂晶体中离子扩散机制、扩散路径和扩散系数,明确了辐射效应对扩散系数的影响,最终导致半波电压等关键技术指标的改变。
二、Y波导半波电压辐射特性模型和实验研究。从Y波导半波电压的物理表达式出发,建立了半波电压辐射模型;此外基于Sagnac干涉仪的高精度测试方法搭建了辐射环境下的实验系统,对实验结果进行分析,辨识出模型参数,明确其主要影响参数。
三、Y波导半波电压闭环控制技术研究。针对两种主要的半波电压控制技术复位控制与四态控制,从理论上分析了其优缺点和适应性,建立了光纤陀螺主闭环和第二闭环的控制模型,并开展了仿真研究,确定了双闭环的有效性。
四、Y波导参数优化控制研究。给出了Y波导调制深度对光纤陀螺随机游走系数的理论模型,开展仿真分析,提出了最优调制深度的选择方法;最后针对光功率变化对最优调制深度的影响开展深入研究,完成相应的实验验证。
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