对闭环光纤陀螺中几个重要问题的研究

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该文在作者原有工作的基础上,分析和解决了全数字闭环光纤陀螺的一些重要技术问题.该技术问题都是在实现闭环光纤陀螺工程化过程中出现的,必需解决的问题.该文首先对光纤陀螺数字处理做了简略的介绍,为全文的讨论奠定了基础.在实现了闭环光纤陀螺的相位,跟踪过程以后,为了实现工程化,还有许多问题需要解决.处理电路的小型化,集成化即是需要解决的问题之一.作者在自己已有工作的基础上,通过研究闭环光纤陀螺的系统结构,提出用逻辑门阵列实现处理电路的数字逻辑功能,用逻辑门阵与专用DSP芯片实现闭环光纤陀螺的数字处理的设想.事实证明,这个设想是可行的,技术上具有一定的先进性.采用这个设想设计的闭环光纤陀螺全数字处理电路将仅由实现信号处理的专用DSP芯片,实现数字逻辑功能的门阵列芯片,及相应的放大驱动电路几部分组成.整个处理电路结构简明.由于逻辑门阵列可以根据实际需要改变内部的电路连续,这为电路的设计,调试带来了方便.又由于可以大量地减小电路芯片之间的外连线,采用逻辑门阵列芯片也有利于减小电路噪声.为了研究闭环光纤陀螺中的一些问题,必需研究闭环光纤陀螺的系统结构及传递函数.这为分析和改进光纤陀螺的某些重要性能提供了依据,也为采用光纤陀螺的控制系统的总体设计提供了依据.作者首先在科研小组内对闭环光纤陀螺的传递函数的概念首次进行了正确的分析.给出了用输出信号的某些重要指标建立闭环光纤陀螺传递函数的方法,并对上述指标的测量方法进行了讨论.由于光电探测器输出信号与相位调制器驱动电路之间的电耦合,闭环光纤陀螺的输出信号中会出现死区.克服死区是闭环光纤陀螺设计中需要解决的重要问题.只有很少的国外文献讨论这个问题,但对实现过程中的若干重要问题还缺乏讨论.国内光纤陀螺研制单位对这个问题还缺乏研究.作者对测试,克服死区现象等问题做了比较系统的研究.这是国内最早的克服闭环光纤陀螺输出信号中死区的研究工作.作者首先对如何测试过程中与光纤陀螺相连的各种信号线,电源线带来的噪声进行了讨论.然后结合闭环光纤区.作者还对运用偏置以避免死区的方法的实现过程中的问题进行了讨论.特别讨论了采用方波周期补偿信号以后,闭环光纤陀螺输出信号在不同输入角速度区间的不同比例因子问题,并提出了解决上述问题的方法.采用上述方法以后,在输出信号中已经完全检测不到死区.该方法完全采用软件实现,避免了额外的电路硬件设计,这也有利于减小电路噪声.该文对该方法实现过程中某些问题的讨论未见有文献报道.与国外同类方法相比,该方法具有自己的特点.
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