● 摘要
谐振式光纤陀螺基于Sagnac效应工作,与干涉式光纤陀螺相比,可以采用很短的光纤长度获得较高的精度,是轻小型光学陀螺的发展方向之一。单路闭环检测方案的动态范围及标度因数非线性受解调曲线线性区域的限制,而双路闭环检测方案可以改善陀螺动态范围和标度因数非线性,因此对双路闭环检测技术开展研究具有重要意义。
本课题基于声光移频器及相位调制器两种移频方案,对双路闭环检测技术展开研究。包括闭合环路模型的建立与仿真,分析环路参数对环路性能的影响,优化环路参数;使用Labview FPGA实现双路闭环检测系统各个功能模块,在此基础上搭建实验系统,对陀螺主要性能进行了测试,双路闭环检测方案可以有效改善陀螺动态范围和标度因数非线性。
论文主要研究内容如下:
1.对谐振式光纤陀螺的基本原理及检测原理进行了详细阐述,包括三角波相位调制原理及双路闭环检测原理等。
2.对双路闭环检测系统进行建模,得到其离散域传递函数,对环路参数对环路性能的影响进行了仿真,优化环路参数;对频率反馈控制环路进行Simulink仿真,得到判断是否实现双路闭环的依据。对系统强度噪声的影响进行了仿真分析,双路闭环检测系统能够抑制激光器强度噪声对标度因数非线性度的影响。
3.基于Labview FPGA实现三角波相位调制的双路闭环数字检测系统,对调制三角波参数进行分析,选择最佳调制参数,编程实现了方波同步解调模块、数字低通滤波模块、PI控制模块、移频器驱动模块以及数据通信模块,对移频器移频性能进行了测试。
4.搭建了陀螺实验系统,对陀螺的主要性能进行了测试,包括静态测试与转台测试,实验验证了双路闭环检测系统对动态范围及标度因数非线性的改善。
论文针对谐振式光纤陀螺双路闭环检测技术开展了全面研究,研究的理论和实验成果有助于改善陀螺的动态范围及标度因数非线性。
相关内容
相关标签