机抖激光陀螺抖动机构的温度特性的研究

研究了机抖激光陀螺抖动偏频量与温度之间的关系。通过大量的重复性高低温实验,证明了抖动偏频量与温度的线性关系,并得到了拟合直线表达式。结果表明,抖动偏频量与温度具有较好的线性关系,而且具有较好的重复性。同时用抖动偏频量对陀螺的零漂进行补偿,提高了陀螺的精度。     

光路温度特性对激光陀螺零偏的影响

偏置漂移使得激光陀螺输出信号产生较大偏置误差,准确地辨识漂移并有效地对其进行补偿,直接关系到激光陀螺的测量精度.为了提高激光陀螺的精度,研究了光路温度特性对激光陀螺零偏的影响.通过大量的重复性高低温实验,利用最小二乘法证明了光强与温度的线性关系,得到了拟合直线表达式,并分析了利用光强对陀螺零偏的补偿效果.提出了从硬件设...     

二频机抖激光陀螺温度漂移补偿的初步研究

从实验上研究了二频机抖陀螺的零偏和温度的关系。通过重复性温度实验,利用最小二乘法得到了拟合曲线表达式。结果表明,二频机抖陀螺的零偏和温度具有较好的线性关系和重复性,可以通过温度补偿来提高陀螺的精度。     

消除机械抖动激光陀螺闭锁误差的方法

理论分析了机械抖动激光陀螺(MDRLG)闭锁误差产生的原因,给出了闭锁误差与输入角速率、机械抖动频率和机械抖动幅度的关系。针对激光陀螺读出电路整脉冲计数解调的缺陷,提出了用抛物线方程描述激光陀螺输出信号零速率点的相位特征来补偿丢失的小角速率信息,并且利用激光陀螺零速率点相位的正弦值和余弦值以及零速率点相位的二阶导数进行闭锁误差补偿的新方法。仿真实验结果表明,在整周期采样过程中,激光陀螺最大输出误差由原来的6．25％减小到0．622％,有效地减小了闭锁误差,提高了激光陀螺的检测精度。同时该方法也使激光陀螺输出信号具有良好的稳定性和重复性。     

二频机抖激光陀螺小范围温度漂移补偿模型的研究

从实验上研究了环境温度变化在10℃范围内二频机抖陀螺的零偏和温度的关系。通过大量高低温环境的重复性温度实验，利用逐步回归法建立了一种零偏温度补偿模型，并对该模型的补偿效果进行了实验测试。结果表明，在小范围内二频机抖陀螺的零偏和温度、温度梯度及温度速率有较好的线性关系和重复性，可以通过建立温度补偿模型来提高陀螺的精度，而且该模型完全满足工程上的实时补偿要求。     

改善激光陀螺输出特性的随机噪声注入方法

为消除机械抖动激光陀螺的动态闭锁误差,基于闭锁误差累积角特性的分析和研究,提出了多抖动周期阶梯噪声叠加白噪声的激光陀螺随机噪声注入新方法。理论分析表明,向机械抖动装置中注入的多抖动周期阶梯噪声能使激光陀螺输出信号在整周期采样过程中具有很好的零偏稳定性,而一定强度的高斯白噪声可以减小阶梯噪声在随机常值时间内产生的积累性误差。仿真实验结果验证了多抖动周期阶梯噪声叠加白噪声的注入方法优于传统的随机噪声注入法,在减小激光陀螺输出零偏误差至同一个数量级的同时,能够使激光陀螺的零偏稳定性提高2-4倍。     

激光陀螺组合零偏温度补偿研究

温度是影响激光陀螺零偏的重要因素。将激光陀螺零偏分成与温度无关的常值零偏和与温度有关的趋势项零偏两部分,常值零偏可通过标定实验补偿。对于趋势项零偏,在-40～+60℃全温范围内,通过大量的重复性温度实验,建立了趋势项零偏与温度变化的分段多项式回归模型。运用该模型对高低温实验数据进行补偿,然后进行标定补偿,补偿后结果表明,基本上消除了陀螺零偏,且满足工程上的实时性要求。因此,该补偿方法具有很强的工程实用价值。     

基于人工鱼群算法的机抖激光陀螺温度补偿

温度是影响激光陀螺精度的主要因素之一,对温度引起的机抖激光陀螺漂移进行精确建模,对提高激光陀螺捷联惯导系统的精度具有十分重要的意义。介绍了机抖激光陀螺的温度特性,建立了基于改进人工鱼群算法（Improved Artificial Fish Swarm Algorithm,IAFSA）的机抖激光陀螺温度补偿模型,给出了IAFSA 建模的详细步骤和方法, 对传统的逐步回归方法和IAFSA 进行了比较。结果表明:IAFSA可以对温度引起的激光陀螺漂移进行精确建模,补偿后的激光陀螺零偏不稳定性达到0.001 85（）/h,比传统的逐步回归方法建模精度提高了15.5%,得到的温度补偿模型可以对陀螺的零偏进行实时补偿,设计了两种典型的温度试验,获得了满意的补偿效果。     

基于FPGA的激光陀螺自适应抖动剥除

去除激光陀螺输出信号中的抖动信号是机械抖动偏频激光陀螺信号处理电路的主要工作之一。为了满足机械抖动偏频激光陀螺在快速跟踪中的应用要求,基于现场可编程芯片(FPGA)实现了激光陀螺自适应抖动剥除的软硬件设计,其次在静态条件下对系统抖动剥除效果和剥除后的激光陀螺零偏进行测试,最后进行动态试验,给出了LMS自适应抖动剥除的动态响应曲线,验证了LMS自适应抖动剥除的零延时性。实验结果表明,系统能有效去除陀螺输出信号中的抖动成分,其相位延迟几乎为0,完全可应用于需要实时输出角速率信息的场合。     

机械抖动对机抖激光陀螺稳频装置的影响

分析了机抖激光陀螺中偏频系统通过机械抖动对稳频装置施加作用力的影响.此力主要通过沿抖动切线方向调制卡盘组件,并改变环形腔腔长,引起激光频率相对变化达10-7量级.实验表明,激光功率调制量随着卡盘组件质量增大和偏频量增加而增加,从而影响零偏稳定性.提高卡盘在抖动切线方向的刚度,减少其质量或采用丝杆与槽片点接触等技术措施,能减少机械抖动对稳频装置的影响,另外,对机抖陀螺应选择合适的偏频量.     

配重式激光陀螺机械抖动系统的实验研究

针对研究的RLG，为了满足应用要求，按照配重式抖动偏颤方案，设计了一套机械抖动系统，设计抖动频率为344.16HZ，有限元计算结果表明，抖动系统模态分布合理，强度足够。实验结果表明，实测抖动频率为316HZ，与设计值相差约8.2%，在误差范围内，证明设计过程和方法是正确的，30分钟内，抖动频率和幅度（RMS值）的稳定度分别优于0.05%和5%，抖动系统受水平方向上的基础振动影响较大，但抖动信号仍然良好，满足应用要求。     

二频机抖激光陀螺抖动偏频量的精确测定

采用数字信号处理技术,设计了二频机械抖动激光陀螺抖动偏频量的实时精确获取方法。从理论上说明了采用角速率绝对值和有效值的方法都能够有效地获取抖动偏频量。详细介绍了两种方法的数字化实现方法。通过仿真实验对两种数字化实现方法进行了验证,结果表明这两种实现思路是完全可行的,得到的偏频量随频率和抖幅的变化具有较好的线性。将实时获取的偏频量作为反馈量作用于抖动环路的闭环控制中,比原来的压电陶瓷反馈具有更高的可靠性,能够克服高低温带来的偏频量的变化。     

机械抖动激光陀螺抖动机构的设计

抖动机构设计是机械抖动激光陀螺研制的关键技术之一。本文对抖动机构的设计方法进行了研究 ,并设计了一种实用的抖动机构。实验表明 :该机构的体积 ,刚性 ,谐振频率 ,灵敏度 ,热膨胀 ,偏频量及偏频稳定性等方面都符合抖动偏频的要求。     

一种优化的激光陀螺自适应抖动剥除算法

去除激光陀螺输出信号中的抖动信号是机械抖动偏频激光陀螺(MDRLG)信号处理电路的主要工作之一。文章对LMS算法中误差因子响应特性对LMS自适应抖动剥除效果的影响进行了研究。为改善抖动剥除效果,在自适应抖动剥除算法中引入了带通滤波器,并采用基于FPGA的激光陀螺自适应抖动剥除系统对误差因子采用带通滤波时的静态性能和动态响应特性进行了测试。试验结果表明,误差因子采用带通滤波时,LMS自适应抖动剥除的收敛速度和收敛精度都要优于差分运算,并且二者具有相同的动态频率响应曲线。     

利用扰动抑制SBS效应的实验研究

文章从光传输系统中受激布里渊散射(SBS)效应产生的基本原理出发．分析了扰动对SBS效应抑制的理论基础。利用实验方法研究了10Gbit／s光传输系统在不同输入功率的情况下．通过叠加扰动对SBS效应的抑制效果,得到了最佳的扰动频率和扰动信号的调制幅度。     

基于RLS算法实现激光陀螺抖动信号剥除

为了减小陀螺输出数据的时延,以满足机械抖动激光陀螺在快速跟踪中的应用,基于递归最小二乘(RLS)自适应滤波技术实现了激光陀螺抖动信号的剥除。首先对RLS自适应对消去抖算法进行了理论分析,其次通过通用串行总线接口将A/D采集的抖动反馈信号和激光陀螺计数脉冲信号传至上位机,最后基于MATLAB编写了RLS自适应程序,实现了激光陀螺抖动信号的剥除。剥除后的陀螺信号再经过11阶的有限脉冲响应滤波器和陀螺输出直接经过31阶的滤波器剩余的脉冲数基本相当,而时间延迟却明显减小。结果表明,该算法具有较快的收敛速度且能够有效去除激光陀螺计数脉冲中的抖动成分。     

Optimization of CO2 laser frequency stabilization viaexternal Doppler dither modulation

An external Doppler dither modulation scheme for locking the CO ₂ laser frequency to the center of the 4.2-μm fluorescence Lamb dip of CO₂ is discussed. The optimum values for the frequency dither, fluorescence cell temperature and CO₂ absorber gas pressure depending on the experimental conditions are determined. The design of two different dither mirror arrangements is described. With optimum parameters and with τ=40 ms integration time, it is possible to lock the CO₂ laser to within ±10 kHz to line center over several minutes. Measurements of ultrahigh-resolution Lamb dip spectra of the υ₂ as R (3,3) transition of NH₃ show the superiority of external dither modulation over the conventional internal modulation scheme with respect to the spectral purity of the laser radiation     

二频机抖陀螺的自锁相抖动剥除

采用抖动剥除算法能够使二频机抖陀螺的输出信号达到零延时。现有的抖动剥除算法无一例外地采用外部参考信号进行剥除运算,外部参考信号的获取会增加系统的复杂度。为了使抖动剥除更加容易实现,提出了一种新的基于自锁相的抖动剥除方法,用陀螺本身来获取抖动信号,不再需要外部参考信号。这种方法硬件结构简单,同时实验结果证明其输出结果不差于采用外部参考的方法。该方法使二频机抖陀螺可以很方便地应用于实时控制领域。