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题目:光纤陀螺的误差分析及故障诊断方法研究

关键词:光纤陀螺;随机模型;滤波;温度漂移;故障诊断

  摘要


光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的角速率传感器,是一种新型的全固态测量元件,具有许多独特的优点,在导航、制导等领域广泛应用,分析光纤陀螺的误差特性并研究其故障诊断方法具有重要的意义和实际应用价值。

本文详细阐述了光纤陀螺的基本原理、随机误差特性、温度漂移特性,并采用小波变换对光纤陀螺的输出信号进行滤波补偿,然后对器件级的故障诊断等关键问题进行了阐述与分析。

首先研究了光纤陀螺的基本原理,描述了光纤陀螺的互易性特点,建立了闭环光纤陀螺的动态模型,分析光纤陀螺的稳态输出方程,并采用IMU的12位置方法对某型光纤陀螺进行了标定实验。

然后通过对光纤陀螺的随机噪声统计特性和随机模型的分析,利用小波变换时频局部化的特点对光纤陀螺的输出信号进行滤波处理,并采用Allan方差法分析滤波效果,拟合光纤陀螺的随机误差特性的类型及其相应的误差系数。

其次对光纤陀螺的温度漂移特性进行了研究,首先分析环境温度对光纤陀螺输出相位的影响,然后利用实测数据对其温度漂移的多项式模型进行拟合,以补偿其温度漂移。

本文最后对光纤陀螺的故障诊断技术进行了研究。首先,利用小波变换的模极大值方法,对单个光纤陀螺的故障进行诊断;然后,针对惯性系统冗余组合的传感器,采用广义似然比法对其进行故障诊断分析,并分析其故障幅值与检测率之间的关系。