本文關(guān)鍵詞：激光陀螺機械抖動控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光陀螺擁有很多獨特的性能優(yōu)點,在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。為了提高激光陀螺的測試精度,需要避開其固有的鎖區(qū),即產(chǎn)生偏頻以減小頻率閉鎖誤差。目前,采用機械抖動偏頻技術(shù)的控制方案是最成功的。對于機抖激光陀螺,抖動控制系統(tǒng)的性能是保證激光陀螺在不同環(huán)境下穩(wěn)定工作、提高其測試精度的關(guān)鍵因素。為了提高抖動控制系統(tǒng)性能,本文對模擬和數(shù)字兩種抖動控制器進行了深入研究。本文主要內(nèi)容如下:(1)機械抖動偏頻技術(shù)研究。從機械抖動偏頻的原理出發(fā),對抖動機構(gòu)的模型進行了分析,提出了抖動機構(gòu)和抖動控制器的性能要求。(2)模擬機械抖動控制技術(shù)研究。在模擬機械抖動控制方案中,抖動控制系統(tǒng)為正弦波驅(qū)動方式。本文首先分別對抖動幅度控制回路進行了分析,接著對諧振頻率跟蹤環(huán)路進行分析同時利用控制理論對模擬機械抖動器的自激振蕩形成機理進行了綜合分析,然后對模擬抖動控制器中的抖動噪聲注入方法進行了研究。在上述理論分析的基礎(chǔ)上,對模擬機械抖動方案驅(qū)動電路的各環(huán)節(jié)進行了詳細(xì)計算。最后選取不同的陀螺對模擬抖動控制電路進行了實驗,實驗結(jié)果證明這種抖動控制電路具有通用性,并且在不同溫度環(huán)境下實驗,具有良好的性能。(3)數(shù)字機械抖動控制技術(shù)研究。數(shù)字機械抖動控制器為方波驅(qū)動方式且其電路規(guī)模相對于模擬方案減小很多。文中首先對數(shù)字機械抖動控制器的原理進行了分析,然后分析證明了采用方波來驅(qū)動可視作二階帶通濾波器的抖動機構(gòu)的方案是可行的,且方波驅(qū)動的本質(zhì)和正弦波驅(qū)動是相同的。隨后對數(shù)字抖動隨機噪聲注入進行了研究,對數(shù)字抖動控制器的驅(qū)動電路進行了分析。最后,本文對數(shù)字抖動控制方案的實用性進行了實驗,實驗結(jié)果表明目前的數(shù)字抖動控制器已經(jīng)能達到機械抖動激光陀螺實用所需的性能。文章對兩種方案進行了對比,總結(jié)了抖動控制器研究中得出的結(jié)論。在模擬抖動控制方案中,提出小電阻負(fù)載方式的電壓放大反饋電路形式,保證諧振頻率跟蹤。在數(shù)字抖動控制方案中,提出了選擇方波觸發(fā)時刻以最大限度提高抖動效率的方法。實驗結(jié)果表明,針對模擬抖動控制方案和數(shù)字抖動控制方案的改進設(shè)計具有較大的實用價值。
【關(guān)鍵詞】：激光陀螺 機械抖動偏頻 模擬機械抖動控制 數(shù)字機械抖動控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN96;TB535
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及意義10
• 1.2 激光陀螺的發(fā)展10-16
• 1.2.1 激光陀螺的性能特征10-11
• 1.2.2 國外激光陀螺的發(fā)展11-15
• 1.2.3 國內(nèi)激光陀螺的發(fā)展15-16
• 1.3 國內(nèi)外機械抖動控制技術(shù)的發(fā)展16-17
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 機械抖動偏頻技術(shù)19-35
• 2.1 機械抖動激光陀螺原理19-23
• 2.1.1 激光陀螺本體結(jié)構(gòu)19
• 2.1.2 激光陀螺原理19-22
• 2.1.3 激光陀螺閉鎖效應(yīng)22-23
• 2.1.4 激光陀螺偏頻方式23
• 2.2 激光陀螺的機械抖動偏頻技術(shù)23-27
• 2.2.1 機械抖動偏頻技術(shù)概述23-24
• 2.2.2 激光陀螺的動態(tài)鎖區(qū)24-26
• 2.2.3 激光陀螺的隨機噪聲注入26-27
• 2.3 機械抖動機構(gòu)27-31
• 2.3.1 抖動機構(gòu)的組成27-28
• 2.3.2 抖動機構(gòu)的力學(xué)模型28-31
• 2.3.3 抖動機構(gòu)的性能要求31
• 2.4 機械抖動控制器31-34
• 2.4.1 抖動控制器種類31-32
• 2.4.2 抖動控制器的性能要求32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 模擬機械抖動控制方案35-79
• 3.1 抖動幅度控制器35-47
• 3.1.1 抖動幅度控制器原理35-36
• 3.1.2 抖動幅度通道Simulink仿真36-40
• 3.1.3 抖動幅度通道測試及傳遞函數(shù)辨識40-42
• 3.1.4 抖動幅度控制器設(shè)計42-46
• 3.1.5 小結(jié)46-47
• 3.2 頻率跟蹤回路47-49
• 3.2.1 頻率跟蹤回路47
• 3.2.2 模擬機械抖動控制器的自激振蕩分析47-49
• 3.3 隨機噪聲注入49-50
• 3.3.1 調(diào)幅隨機噪聲注入49-50
• 3.3.2 噪聲注入的調(diào)制深度50
• 3.4 模擬抖動控制器的驅(qū)動電路50-59
• 3.4.1 功率放大環(huán)節(jié)50-51
• 3.4.2 反饋傳感器轉(zhuǎn)換電路和調(diào)相電路51-55
• 3.4.3 幅度解調(diào)電路55-57
• 3.4.4 減法器、積分器和串聯(lián)校正57-58
• 3.4.5 幅度隨機噪聲58-59
• 3.5 自激振蕩型抖動控制器的抖動實驗59-74
• 3.5.1 實驗對象59
• 3.5.2 實驗方案59-60
• 3.5.3 抖動響應(yīng)測試60-61
• 3.5.4 變溫條件下抖動幅度和抖動頻率測試61-68
• 3.5.5 隨機噪聲注入實驗68-74
• 3.6 模擬機械抖動控制器的改進74-77
• 3.6.1 頻率跟蹤回路的改進74-76
• 3.6.2 實驗結(jié)果76-77
• 3.7 本章小結(jié)77-79
• 第4章 數(shù)字機械抖動控制方案79-97
• 4.1 數(shù)字機械抖動控制器原理79-80
• 4.1.1 驅(qū)動方波79
• 4.1.2 數(shù)字抖動控制器79-80
• 4.2 驅(qū)動方波的諧波計算80-82
• 4.3 數(shù)字機械抖動隨機噪聲注入82-83
• 4.3.1 數(shù)字方波隨機噪聲注入的特殊性82
• 4.3.2 隨機噪聲注入方法82-83
• 4.4 數(shù)字抖動控制器的驅(qū)動電路83-85
• 4.4.1 數(shù)字功率驅(qū)動電路83
• 4.4.2 反饋傳感器轉(zhuǎn)換電路83-84
• 4.4.3 中斷觸發(fā)84
• 4.4.4 幅度解調(diào)電路84
• 4.4.5 單片機電路84-85
• 4.5 數(shù)字機械抖動控制器性能測試85-91
• 4.5.1 實驗對象和實驗方案85
• 4.5.2 抖動響應(yīng)測試85-86
• 4.5.3 抖動頻率和抖動幅度測試86-89
• 4.5.4 隨機噪聲注入測試89-91
• 4.6 數(shù)字方波驅(qū)動的抖動效率分析及測試91-95
• 4.6.1 數(shù)字方波驅(qū)動的效率分析91-93
• 4.6.2 數(shù)字抖動控制器的效率改進實驗測試93-95
• 4.7 模擬抖動控制方案與數(shù)字抖動控制方案對比95-96
• 4.8 本章小結(jié)96-97
• 結(jié)論97-99
• 參考文獻99-103
• 致謝103-104
• 個人簡歷104

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