【摘要】：目前,國(guó)內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)都致力于高精度光纖陀螺的研究。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,改善光纖陀螺動(dòng)態(tài)性能的研究,對(duì)于光纖陀螺的技術(shù)發(fā)展和工程實(shí)踐具有重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文源于工程項(xiàng)目需要,研究?jī)?nèi)容主要是對(duì)高精度光纖陀螺的控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)以期達(dá)到抑制陀螺動(dòng)態(tài)誤差、提高陀螺動(dòng)態(tài)性能的目的,從而使其能夠滿足高動(dòng)態(tài)應(yīng)用場(chǎng)合的需求。具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,在簡(jiǎn)述光纖陀螺數(shù)字控制系統(tǒng)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)要說(shuō)明了數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺的基本工作原理,分析建立了干涉式光纖陀螺數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和相應(yīng)的傳遞函數(shù),同時(shí)也分析了由于光纖陀螺原控制系統(tǒng)中PI數(shù)字控制器的不足而對(duì)光纖陀螺系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的具體影響。其次,提出了兩種光纖陀螺數(shù)字控制系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)方案。一是,從控制器的角度提出了改進(jìn)光纖陀螺數(shù)字控制器的優(yōu)化方案,即在原PI控制的基礎(chǔ)上串聯(lián)了P和PI并聯(lián)控制環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)得到了優(yōu)化PI數(shù)字控制器;二是,從誤差補(bǔ)償?shù)慕嵌忍岢隽斯饫w陀螺誤差補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化方案,即在分析光纖陀螺搖擺運(yùn)動(dòng)的誤差因素和建立動(dòng)態(tài)誤差模型的基礎(chǔ)上,在控制系統(tǒng)的輸出端增加了誤差補(bǔ)償模塊。同時(shí)在建立了兩種優(yōu)化方案所對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型及其傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)上,給出了優(yōu)化方案系統(tǒng)控制參數(shù)的計(jì)算方法。接著,從系統(tǒng)穩(wěn)定性能和動(dòng)態(tài)能性這兩個(gè)方面對(duì)原控制方案和優(yōu)化控制方案進(jìn)行了理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在驗(yàn)證了優(yōu)化方案有效性的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)比分析了兩種優(yōu)化控制方案的適用范圍與各自的優(yōu)缺點(diǎn)。最后,從慣導(dǎo)系統(tǒng)的角度對(duì)比分析了原控制方案和優(yōu)化控制方案對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)性能的影響并給出了姿態(tài)解算精度的量化對(duì)比結(jié)果,進(jìn)一步驗(yàn)證了優(yōu)化控制方案的有效性和可行性,為將來(lái)實(shí)驗(yàn)室高精度光纖陀螺的工程實(shí)現(xiàn)提供了有效的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。
【圖文】：

第 1 章 緒論G)和布里淵型光纖陀螺(BFOG)[12]。其中，干涉型光纖陀螺發(fā)展得最早，光纖陀螺產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海、陸、空、天各種載體中，可以滿足從種精度的需求。而另兩種形式的陀螺開展較晚，現(xiàn)如今仍在理論研究與中。型光纖陀螺(IFOG)型光纖陀螺的原理圖如圖 1.1 所示：

m ——光波的波長(zhǎng)，m檢測(cè)出諧振頻差 f就可以計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)角速率 。諧振型光纖陀螺的原理圖如圖1.2 所示[15]。圖 1.2 諧振型光纖陀螺的原理圖圖 1.2 中環(huán)形諧振腔的光纖長(zhǎng)度僅為幾十米，，繞環(huán)技術(shù)簡(jiǎn)單，避免了 Shupe 型誤差，其探測(cè)精度接近于探測(cè)器的散粒噪聲所決定的極限靈敏度，成本較低。諧振型光纖陀螺的技術(shù)還不成熟，其存在的問(wèn)題有：其光源須采用高相干光源，例如 He-Ne 激光器，不利于小型封裝；諧振腔的精細(xì)度較低；電路需要優(yōu)化設(shè)計(jì)等。3. 布里淵散射型光纖陀螺(BFOG)布里淵散射型光纖陀螺的原理圖如圖 1.3 所示[16]。布里淵光纖陀螺也采用光纖環(huán)形
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP273;TN96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2692902