光纖陀螺溫度誤差測試與補償方法研究.pdf

1、光纖陀螺作為應用在慣性導航系統(tǒng)中的一種角速率敏感器，具有無轉(zhuǎn)動器件、啟動時間短、抗振動沖擊能力強、成本低、壽命長、動態(tài)范圍大等優(yōu)點，因此已經(jīng)被廣泛應用于軍事和民用的各個領(lǐng)域。光纖環(huán)作為整個光纖陀螺的核心部件，對外界環(huán)境溫度的改變十分敏感，會隨溫度的變化產(chǎn)生對應的非互易相移誤差，因此，對光纖陀螺溫度誤差的測試與補償十分重要，本文主要研究光纖陀螺零偏與標度因數(shù)兩個方面的誤差測試與補償，從而提高光纖陀螺溫度性能，以使光纖陀螺滿足更多應用上的要

2、求，本論文的主要工作如下:
　　闡述國內(nèi)外光纖陀螺的發(fā)展情況和國內(nèi)外光纖陀螺溫度補償?shù)难芯楷F(xiàn)狀。分析說明了光纖陀螺基本原理以及誤差機理。其中，誤差機理中主要分析了會產(chǎn)生零偏與標度因數(shù)誤差的內(nèi)因與環(huán)境影響造成的外因，著重說明溫度對其的影響。
　　研究內(nèi)容主要分為兩部分:光纖陀螺零偏誤差測試與補償與光纖陀螺標度因數(shù)誤差測試與補償。
　　在零偏研究部分，首先介紹了目前常用測試方法，針對其不能體現(xiàn)出陀螺輸出誤差與變溫速率的關(guān)系

3、的缺點，提出了一種多變溫速率測試方法并對陀螺進行測試實驗，通過分析與計算，建立了其升溫過程中的陀螺輸出標準差與變溫速率的模型，以該模型作為陀螺熱漂移誤差與變溫速率關(guān)系的評價指標。然后介紹了目前常用的補償方法——最小二乘法，并用該方法對陀螺輸出進行補償，為對比線性與非線性補償方法的補償效果，編寫B(tài)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償界面，使用該界面對陀螺輸出補償，比較兩種方法的補償結(jié)果，得出BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償效果更優(yōu)的結(jié)論。
　　在標度因數(shù)研究部分，同樣，

4、首先介紹了目前測試方法，針對其實驗過程繁瑣且不能表現(xiàn)出標度因數(shù)隨溫度連續(xù)變化的輸出情況的不足之處，提出一種全溫標度因數(shù)測試方案。用該方案測試光纖陀螺，對數(shù)據(jù)進行處理并確定對應的陀螺評價指標。然后最小二乘法對陀螺標度因數(shù)進行補償，針對傳統(tǒng)最小二乘法階數(shù)固定、不能實現(xiàn)在線補償?shù)娜秉c，提出變階數(shù)最小均方(Fraction-tap Least Mean Square，F(xiàn)LMS)算法進行標度因數(shù)補償。實驗結(jié)果也證明，該方案補償效果明顯優(yōu)于最小二乘