基于多项式模型的光纤陀螺温度补偿技术研究

介绍了温度对光纤陀螺的影响,分析了影响光纤陀螺输出精度的因素。为提高陀螺的温度适应性,将多项式模型应用于光纤陀螺温度补偿中,并用试验测试数据验证了该方法的有效性。数据分析表明,可以明显改善陀螺性能,将陀螺零偏从2.5°降到0.5°以内。     

光纤陀螺温度漂移建模补偿

光纤陀螺(FOG)的核心部件对温度敏感,造成温度是影响FOG测量精度的主要原因之一.对FOG温度漂移进行建模是实现其温度补偿,提高FOG测量精度的有效方法.结合近年来FOG的研究成果,在分析FOG温度效应机理的基础上,对FOG温度漂移建模方法进行综述.特别针对FOG温度特性的复杂非线性特点,从光纤陀螺温度漂移建模原理、建模复杂程度、模型精度及模型通用性等方面对多种建模方法进行对比分析.     

光纤陀螺温度漂移建模与补偿

分析了光纤陀螺温度漂移产生的基本原理及其主要的影响因素.在对某型光纤陀螺进行大量高低温环境试验的基础上,根据试验数据,建立了一种零偏温度补偿模型.采用最小二乘逼近的方法,确定了模型参数,实现了对该陀螺零偏的补偿.通过对未参加建模的试验数据进行补偿,进一步验证了模型的正确性和通用性.实验结果表明,光纤陀螺经模型补偿后零偏基本可以减小2个数量级,零偏稳定性可以改善近80%,完全满足实时补偿的要求,具有较强的工程实用价值.     

基于均匀设计的光纤陀螺温度建模实验方案研究

为了解决温度对光纤陀螺精度的影响,通常采用温度建模的方法对其输出进行补偿.若使用全面设计的实验方案,存在实验量大的问题.将均匀设计法引入光纤陀螺温度建模的实验设计中克服了上述缺点.根据均匀设计法的基本原理和特点,结合实际构造了温度建模实验所需的均匀设计表,由Lp-偏差确定了最佳的实验方案.实验结果证明:采用均匀设计方案较全面设计方案可节省40%的实验时间,大大减少了光纤陀螺温度建模的实验量,缩短了研究周期,节约了成本,有助于光纤陀螺温度补偿的工程化实现.     

干涉式光纤陀螺的温度特性研究

环境温度变化光纤陀螺产生两方面的影响，一是噪声，一是漂移。本文从工程应用方面考虑，对干涉式光纤陀螺的温度相位噪声和温度漂移进行了理论分析，同时结合实际研制情况，探讨了抑制上述两种温度效应的技术措施。     

干涉式光纤陀螺的温度特性研究

环境温度变化对光纤陀螺产生两方面的影响,一是噪声,一是漂移。本文从工程应用方面考虑,对干涉式光纤陀螺中的温度相位噪声和温度漂移进行了理论分析,同时结合实际研制情况,探讨了抑制上述两种温度效应的技术措施。     

基于BAS-BP-Bagging模型的光纤陀螺温度补偿

为提高光纤陀螺的输出精度,以天牛须搜索算法(BAS)优化后的BP神经网络模型为基学习器,采用Bagging并行集成学习算法建立了BAS-BP-Bagging温度补偿模型,并对某型号光纤陀螺进行了温度补偿实验。实验结果表明,在-40～+60℃温度变化环境下,该方法补偿后的光纤陀螺温度漂移相较于补偿前减小了近80%,相较于多项式补偿算法减小了55%,相较于BP神经网络补偿算法减小了30%左右。同时该模型在对新鲜样本的补偿过程中表现出了较为优越的泛化性能。     

基于光纤陀螺温度漂移误差补偿方法研究

惯性导航系统中光纤陀螺的漂移受温度变化影响显著,导致其在导航系统中的应用受到各种制约。该文提出了一种软件上的温度补偿法,建立基于光纤陀螺多参量联合多项式温度补偿模型,并设计相应的试验方法对陀螺仪的漂移进行了温度补偿。试验证明,提出的温度模型准确有效,可补偿因温度变化引起的光纤陀螺仪的漂移影响,达到提高系统的导航精度及温度适应性的目的。     

基于小波神经网络的光纤陀螺系统级温度补偿

捷联惯组中光纤陀螺的输出精度受温度的影响较大,在实际应用中必须对其进行温度漂移补偿。对于光纤陀螺的零偏随温度变化呈较强的非线性特性,传统的多元线性回归法难以满足补偿精度要求,因而将小波神经网络用于建立光纤陀螺的温度补偿模型。通过对某型号捷联惯组中光纤陀螺的静漂数据进行仿真,实验结果表明,基于小波神经网络模型比多元线性回归模型的补偿效果更明显,有效提高了陀螺的精度。     

基于CSAPSO-BP神经网络的光纤陀螺温度补偿研究

光纤陀螺是惯导系统的重要组成器件,环境温度变化会造成光纤陀螺的零偏发生漂移,从而降低测量精度。运用传统的BP神经网络进行预测易陷入局部极小值,导致补偿失败。该文采用混沌模拟退火粒子群BP神经网络的光纤陀螺零偏温度补偿模型,优化了网络参数。通过在-40～60℃的升降温实验对模型进行验证,实验结果表明,该温度补偿模型的零偏稳定性比补偿前约有70%的精度提升,与以往BP模型相比,其预测性能和补偿效果更好。     

捷联惯导系统中光纤陀螺温漂补偿研究

针对捷联惯导系统中光纤陀螺零偏在快速启动和不同温度条件下漂移较大的问题,从理论和大量试验上研究了其静态时、温漂特性,建立了影响导航系统姿态精度的温度漂移误差补偿的数学模型,并给出了模型参数.试验结果表明,该光纤陀螺零偏的温度输出特性具有较好的重复性,补偿后其在全温工作范围内的航向和姿态保持精度达到0.5(°)/300 s,较补偿前提高了60%以上,并将准备时间由原来的3 min缩短到10 s内,满足某型弹载系统要求.     

Novel Fiber Optic Temperature Sensor with Full Compensation Based on Optical Absorption

A novel system configuration of fiber optic sensor based on optical absorption is proposed.Several compensation measures are discussed. A simulated experiment is designed and the output curve of system is given.The experimental result shows that these compensation measures are effective on dynamic disturbances which are caused by background light and optical fiber bend,In addition,the drifts in the light source intensity , fiber losses,and photodetector efficiency are aslo compensated.     

Temperature Compensation for Double Fiber Bragg Grating Sensors

A novel double fiber Bragg grating(FBG) strain sensor configuration is presented. Temperature compensation method is based on double FBG moored on a rhombus frame. Through the theoretical analysis,the relation between relative shift of Bragg wavelength and the strain applied on the sensor is obtained,and the analytical expression of strain sensitivity coefficient is also given. The experiment results show that:in the strain range of 0～0.8 mm,the relation between the relative shift of Bragg wavelength and applied strain is linear,and the dispersion of double FBG wavelength at the range of -25 ℃～60 ℃ is 0～0.002 nm. The strain sensitivity of the displacement sensor configuration is 0.171 nm/με,and is nearly twice than that of single FC sensor.     

受激布里渊散射光纤陀螺中光纤光源的阈值光功率研究

从非线性受激布里渊散射产生机理出发 ,研究了受激布里渊散射光纤陀螺 (SBS- FOG)中光纤光源的阈值光功率与光源谱宽及保偏光纤敏感环参数之间的函数关系 ,为进一步研究这种光纤光源的构造以及建立受激布里渊散射光纤陀螺系统打下了理论基础。     

数字闭环光纤陀螺的PID控制及参数的自动优化

研制成功了基于ＰＩＤ控制算法的半环惯性陀螺全数字式信号检测系统,提出了光纤陀螺零漂特性和动态响应特性的综合评估方法,设计了一种ＰＩＤ参数的自动优化方法,给出了实验结果。     

再入式集成光学陀螺实验研究

本文在干涉型光纤陀螺 (IFOG)成熟产品模块化结构的基础上 ,提出了无源和有源再入式集成光学陀螺 (IOG)的系统方案。它们在光源、调制器等主要器件上和 IFOG是兼容的。理论分析表明 ,无源和有源 IOG可以分别达到 10 .0°/ h和 0 .1°/ h的精度。     

光纤电压传感器的温度跟踪补偿

分析了光纤电压传感器的温度特性 ,表明测量范围较宽时 ,传感器的输出易受环境温度的影响 ,并且呈非线性。提出一种基于人工神经网络的光纤电压传感器温度跟踪补偿方法。利用神经网络具有逼近任意非线性函数的特点 ,通过训练使神经网络建立在不同环境温度下传感器输出与其实际感受的电压值之间的非线性映射关系 ,实现光纤电压传感器温度全程跟踪补偿。计算机仿真表明 ,该方法不仅能有效地消除温度的影响 ,而且能在神经网络的输出端得到期望的线性输出。     

受激布里渊散射光纤陀螺中光偏振特性的研究

从Jones矩阵理论出发 ,利用统计平均的方法 ,导出在受激布里渊散射光纤陀螺 (SBS FOG)敏感环中保偏光纤熔接点处偏振主轴进行θ角旋转后 ,传输光的偏振度P与光纤敏感环各参数之间的函数关系。在此基础上 ,进一步分析了光纤敏感环中传输光偏振本征态的特性 ,得出当L1=L2 ,θ =90°时在敏感环中的传输光不仅具有最大偏振度 ,而且还使其中的两个本征偏振态 (ESOP)达到稳定的结论     

电视信号的光纤传输

本文简要介绍了光纤传输系统光发送、光传输、光接收部分的组成和传输特性     

基于多模型集成算法的光纤陀螺温度补偿及实现

为降低光纤陀螺因温度效应产生的零偏漂移,以基于最小二乘法的多项式补偿模型和经遗传算法优化后的BP神经网络模型(GA-BP)为基学习器,通过集成学习算法建立了光纤陀螺的温度补偿模型,并对补偿后的光纤陀螺进行在线温度补偿实验。实验结果表明,该模型在-40～+60℃温变环境下将光纤陀螺的全过程零偏漂移降低了85%以上,且补偿后的启动段零偏输出均值更接近零位。