干涉型闭环光纤陀螺温度误差补偿方法研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803_zengyang
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光纤陀螺作为惯导系统中的核心角速率传感器,具有体积小、启动快、动态范围宽等优点。光纤陀螺的精度及稳定性是光纤陀螺研究的核心问题之一。当环境温度的变化时,传感器的标度因数和零偏也会发生漂移,产生的温度误差严重影响了惯性导航系统的精度。因此,抑制光纤陀螺的温度漂移误差,对提高其测量精度具有非常重要的意义。  本文针对光纤陀螺工程应用过程中产生的温度误差问题,通过温度场有限元仿真,分析误差产生的机理,并对零偏温度误差和标度因数误差分别进行了建模研究。  针对光纤陀螺的零偏温度误差,本文利用多元线性回归方法进行了多项式建模补偿,并在单模型补偿方法的基础上提出了分段多模型补偿方法,最后通过实验验证了该方法的有效性。针对零偏温度误差的非线性问题,采用径向基神经网络对其进行了辨识补偿。通过与多项式模型的补偿效果进行比较,分析线性补偿与非线性补偿各自的优缺点,并利用Allan方差分析法对零偏误差补偿效果做了进一步评估。  本文通过建立光纤陀螺标度因数补偿系数的多项式模型,实现了标度因数的温度误差补偿,并通过计算标度因数的非线性度,分析了标度因数温度误差补偿的效果。考虑到光纤陀螺标度因数的死区非线性问题,分析了其产生的原因,并给出了在相位调制器中增加序列化调制波形的方法,抑制了光纤陀螺死区非线性。  在以上温度建模和补偿方法研究的基础上,本文设计并实现了干涉型闭环光纤陀螺温度误差的在线实时补偿系统,并针对零偏温度误差和标度因数误差分别给出了在线实时补偿方案。最后通过设计不同转速、多种变温条件下的多组实验,进行了在线实时补偿方案的测试,测试的结果表明了该方案的可行性及补偿效果。
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