高精度數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺控制器設(shè)計(jì).pdf

1、自1976年首次提出“光纖陀螺”概念至今,光纖陀螺以其顯著的優(yōu)點(diǎn)、靈活的結(jié)構(gòu)和誘人的前景,受到世界許多國(guó)家特別是各國(guó)軍方的重視。與傳統(tǒng)的機(jī)電陀螺相比,通過采用多功能相位調(diào)制器等集成光學(xué)技術(shù),使其易于模塊化和小型化,適合批量生產(chǎn)。隨著寬帶摻餌光纖光源技術(shù)、全數(shù)字閉環(huán)處理技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步,高精度數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺將成為慣性導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域的主流儀表。因?yàn)楣饫w陀螺是一種角速率傳感器,其工作環(huán)境可能發(fā)生劇烈變化,要保證陀螺在各種環(huán)境下均可以正常工

2、作,所以需要設(shè)計(jì)高性能控制器用以改善光纖陀螺性能使其能夠滿足工程化和實(shí)用化的重要指標(biāo)。
　　 本文首先簡(jiǎn)述了光纖陀螺的研究與發(fā)展現(xiàn)狀;介紹了光學(xué)陀螺的類型,并重點(diǎn)分析了干涉式閉環(huán)保偏光纖陀螺在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上所具有的特點(diǎn)。
　　 其次,本文在研究干涉式光纖陀螺的基本原理、光路、電路系統(tǒng)引入的誤差源的基礎(chǔ)上,建立光纖陀螺光路系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模式和干涉式光纖陀螺的數(shù)字閉環(huán)傳遞函數(shù),并在建立的模型基礎(chǔ)上分析和設(shè)計(jì)光纖陀螺數(shù)字控制器。此外還

3、給出了光纖陀螺性能參數(shù)的計(jì)算方法,并計(jì)算出某型號(hào)光纖陀螺的性能參數(shù)。
　　 再次,分析了光纖陀螺動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試方法,重點(diǎn)研究基于等效輸入的光纖陀螺動(dòng)態(tài)特性測(cè)試方法,指出了該方法的可行性和易用性,并利用直接頻率合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)了光纖陀螺測(cè)試激勵(lì)的建立,然后整體設(shè)計(jì)了光纖陀螺加入等效輸入后的FPGA數(shù)字閉環(huán)信號(hào)處理模塊。
　　 最后,本文針對(duì)光纖陀螺光路和電路處理子系統(tǒng)并綜合考慮陀螺整體,設(shè)計(jì)了光纖陀螺光路控制方案和PID控制器