光纖陀螺數(shù)字閉環(huán)控制性能測試研究.pdf

1、光纖陀螺是用于敏感載體角位移和角速率的全固態(tài)傳感器，光纖陀螺的控制性能決定了系統(tǒng)對輸入信號的響應(yīng)速度和跟蹤能力，對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)整體的工作性能起著關(guān)鍵性作用；與其他形式陀螺儀相比，光纖陀螺具有更高的理論帶寬和更快的響應(yīng)速度，因此對控制性能測試的方法也與其他形式陀螺儀有所不同，通過分析和對比目前使用的幾種測試方法發(fā)現(xiàn)，根據(jù)等效輸入原理和數(shù)字頻率合成技術(shù)的光纖陀螺控制性能測試方法最適合目前高性能的光纖陀螺，因此本文根據(jù)此方法設(shè)計一套適用于本實

2、驗室現(xiàn)有型號光纖陀螺設(shè)備的控制性能測試系統(tǒng)，并對現(xiàn)有型號光纖陀螺進(jìn)行測試得出光纖陀螺的真實控制性能。
　　本文首先闡述了國內(nèi)外光纖陀螺的研制情況和控制性能測試技術(shù)的發(fā)展過程，介紹了光學(xué)陀螺的基本工作原理，通過動態(tài)建模的方法建立系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型，并通過閉環(huán)傳遞函數(shù)分析系統(tǒng)對不同輸入信號的控制能力，為系統(tǒng)控制性能的仿真分析和等效輸入法的建立過程打下基礎(chǔ)。然后分析目前使用的幾類不同控制性能測試方法各自的優(yōu)勢和適用條件，得出根據(jù)等效輸入原

3、理的數(shù)字化測試方法更適用于目前高性能的光纖陀螺設(shè)備，因此設(shè)計了一套在光纖陀螺FPGA控制系統(tǒng)內(nèi)部以等效輸入法為原理，用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)生成測試激勵的控制性能測試系統(tǒng)，此測試系統(tǒng)不僅能滿足對測試激勵的要求，又能實現(xiàn)自主測試的目的，即可以使用在光纖陀螺設(shè)計初期驗證設(shè)計方案，又可以用在裝配完的陀螺設(shè)備測出其真實控制性能。再次，為了能準(zhǔn)確的接收測試結(jié)果，根據(jù)光纖陀螺儀和測試系統(tǒng)的輸出特點，設(shè)計了包括光纖陀螺向下抽樣濾波輸出模塊、串口數(shù)據(jù)傳輸