光纖陀螺噪聲分析與數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、光纖陀螺是一種基于Sagnac效應(yīng)的新型角速度傳感器，與傳統(tǒng)的機械陀螺相比，具有動態(tài)范圍寬、成本低、重量輕、壽命長、可靠性高等優(yōu)點，在航空、航天及艦船的控制及導(dǎo)航系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。本文對高精度的干涉型光纖陀螺中的各種噪聲及信號檢測技術(shù)進行了深入研究，在光路噪聲抑制、信號檢測方面提出了新的方法，并通過實驗進行了驗證，得到了良好的實驗結(jié)果。具體研究內(nèi)容如下： 在高精度干涉型光纖陀螺中，各種噪聲對光纖陀螺性能有很大的影響，并成為限

2、制光纖陀螺精度提高的重要因素。因此，本文在對光纖陀螺的基本原理、調(diào)制及信號檢測方法進行了深入研究的基礎(chǔ)上，首先對光纖陀螺中由光學(xué)器件工藝本身及外界影響產(chǎn)生的各種噪聲進行了認真分析，為光纖陀螺噪聲的抑制和消除以及信號檢測精度的提高奠定了一定的理論基礎(chǔ)。 其次，完成了高精度光纖陀螺數(shù)字閉環(huán)控制方案的具體實現(xiàn)，并針對由核心器件Y波導(dǎo)溫度不穩(wěn)定性所引起的閉環(huán)調(diào)制增益漂移問題，設(shè)計了基于第二閉環(huán)的、能對由這種不穩(wěn)定性帶來的誤差進行跟蹤補償

3、的兩種方案。通過比較分析選定了基于四狀態(tài)調(diào)制方法的雙閉環(huán)控制方案作為最終的實驗方案，該方案具有信號解調(diào)簡單，誤差檢測實時性好的特點，能夠更有效的提高光纖陀螺的標(biāo)度穩(wěn)定性和精度。 最后，根據(jù)光纖陀螺輸出干涉信號的特點以及微弱信號檢測系統(tǒng)的設(shè)計要求，選擇合適的元器件構(gòu)建了光纖陀螺數(shù)字閉環(huán)信號處理硬件電路，并利用VHDL語言完成了軟件設(shè)計，進而在FPGA中的實現(xiàn)了基于四狀態(tài)調(diào)制方法的光纖陀螺雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計。然后對軟、硬件進行了組合