全数字开环光纤陀螺调制信号的产生方法

开环光纤陀螺在工作时需要对其工作点进行控制,这就要求能够用数字的方法产生一个幅度可调的正弦波调制信号。首先对光纤陀螺调制信号的数学描述进行了分析,在此基础上提出了三种幅度可调调制信号的产生方法,即直接波表法、乘法调幅法、两级波表法,并分析了三种方法各自的优缺点。比较了用不同方法产生调制信号进行工作点控制的实验结果。在大多数情况下,两级波表法是较好的选择,它可在存储容量及计算资源都有限的情况下实现工作点的精确控制。     

自抗扰控制技术在车长周视镜中的应用

提出一种基于高性能数字信号处理器结合自抗扰控制技术的车长周视镜稳定瞄准系统.设计了控制系统的硬件和软件,完成了自抗扰控制器控制参数的在线整定.控制系统在一套控制参数不变的情况下,能快速、无超调地响应连续扰动和脉冲扰动,体现出较强的抗干扰性和鲁棒性.实验测试表明控制系统稳定精度达到0.182mil,精度较高.     

光纤形态传感器研究进展

光纤形态传感技术是解决柔性体形态测量、光电缆实时形态跟踪、医疗介入针轨迹实时跟踪等3D形态恢复问题的创新型技术方案。光纤形态传感技术以光纤作为敏感元件,传感器具有结构简单、易于嵌入安装、测量不需要视觉接触、耐腐蚀,以及抗电磁干扰等优点,适用于水下、地下等复杂环境中的大尺度结构形态测量。近年来,光纤形态传感器受到了越来越多的关注,文章综述了光纤形态传感技术的最新研究进展,以一维曲率传感器、全向型曲率传感器和空间形态传感器为线索,介绍了各阶段传感器的研究现状以及面临的挑战。     

相位调制非线性对开环光纤陀螺工作点测量与信号解调的影响

在全光纤开环光纤陀螺中，利用压电陶瓷调制器可以为光纤陀螺提供互易性正弦相位偏置，但相位调制中的寄生非线性会对陀螺测量产生影响。从理论上给出了二倍频非线性相位调制情况下开环光纤陀螺输出信号的一、二、四次谐波表达式，分析了相位调制非线性对陀螺工作点测量与信号解调的影响，实验验证了相关结果。实验结果与理论分析表明在陀螺应用中必须采取措施抑制非线性相位调制的幅度。     

全数字开环光纤陀螺标定技术

全数字开环光纤陀螺的标定参数包括刻度因素与电路增益,二者分开标定不利于批量化生产。通过分析开环光纤陀螺信号处理原理建立了新的标定模型,减少了标定参数,简化了标定过程。标定模型与标定流程可用于全数字开环光纤陀螺的批量化生产。     

全数字开环光纤陀螺工作点实时控制

工作点控制是实用型开环光纤陀螺必须解决的技术问题,为此提出了全数字开环光纤陀螺工作点控制方案。在不增加硬件的情况下,通过提取陀螺信号中的二、四次谐波幅值获得陀螺工作点信号,并作为控制输入量,调整调制信号的幅度,实现对陀螺工作点的实时控制。实验表明,该方案在宽温度范围内使陀螺工作点稳定性达到1.16×10-3,偏差为3.1×10-4,在-40℃到60℃范围内的启动时间小于10s。     

Sagnac光纤水听器锯齿波相位偏置技术

提出了Sagnac光纤水听器锯齿波主动相位偏置方案,分析了锯齿波2π复位误差对系统性能的影响。采用频率为94.05kHz,复位电压为10.84V的锯齿波对信号进行调制,将系统偏置在π/2附近。为抑制2π复位误差的影响,采用与锯齿波同步的脉冲信号控制模/数(A/D)转换器定时采样,采样结果就是所需的声音信号。实验表明,该系统在10kHz频率响应处信号幅度平均值为0.067rad,方差为3.08×10-5rad,信号幅度相对变化仅为0.046%,系统相位偏置十分稳定。     

四端口微纳光纤制作及特性研究

针对通过双光纤直接拉伸法获得的腰区直径达到波长甚至亚波长尺度的微纳光纤耦合器(OMC)进行了制作与实验研究;实验结果显示,当OMC的腰区直径小于2.5μm,其腰区耦合功能将消失,OMC将成为具有合束和分束功能的四端口微纳光纤(FPOM);通过在线监测样品拉制过程、工作稳定性测试、波长扫描等实验方法,分析并界定了OMC和FPOM的光学特性差异;采用基于光吸收制热效应的全光调制方法,分别对OMC和FPOM的光调制能力进行测试分析;FPOM具备稳定的光学传输特性,其分束比对波长、温度、传输光功率波动等物理参量不敏感,可用于微纳光子器件的集成;而经过结构优化设计的OMC不但可以用于温度、振动等传感研究,还具备作为全光调制器的潜力。     

闭环方波调制谐振型光纤陀螺标度因子非线性分析

对采用方波频率调制的谐振型光纤陀螺(R-FOG)的闭环控制方案进行了分析.当光波频率偏离谐振中心频率时,R-FOG反射光强将出现方波强度调制信号,利用此误差信号可以实现R-FOG的闭环控制,将CW和CCW两束光的光波频率分别锁定为其谐振频率.两束光的闭环频率锁定分别通过激光器频率调节和频率偏置调制实现,锁定精度由控制系统的精度决定.对基于方波调制的闭环R-FOG的标度因子非线性进行了分析.分析表明,标度因子非线性受闭环频率控制精度的影响,影响的大小与谐振腔的谐振精细度相关.谐振精细度越高,频率控制精度的影响越大.对于50精细度的谐振腔,100 ppm的标度因子非线性要求频率控制精度优于1 113 Hz,而对于100精细度的谐振腔,对频率控制精度的要求提高为605 Hz.     

微光纤耦合器制作及振动传感特性研究

分析了微光纤耦合器的基本光学特性,利用微纳光纤拉制平台,在线监测制作出具有良好光学性能的微光纤耦合器,对微光纤耦合器的振动信号响应特性进行分析与实验研究,并进行了行人走动引起的振动信号的响应测试,实验结果表明微光纤耦合器对外界振动具有高灵敏度的传感性能,在区域点警戒方面具有一定的应用价值。