全数字闭环光纤陀螺信号处理系统研究

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songzs1203
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光纤陀螺作为一种新型无机械转动部件的惯性测量器件,由于其潜在的优势和应用前景,引起了世界众多研究机构的重视,我国也已将光纤陀螺列为惯性技术领域重点发展的关键技术之一。在光纤陀螺发展应用中,信号处理技术是全数字闭环光纤陀螺仪的关键。因此,论文围绕全数字闭环光纤陀螺仪的信号处理系统进行了研究并设计了系统的硬件电路。   首先,论文系统的阐述了光纤陀螺的基本原理,介绍了Sagnac效应的产生机理和光纤陀螺装置的互易性问题,提出了全数字闭环光纤陀螺信号处理系统的方案。该方案以数字阶梯波反馈技术为核心,具有标度因数线性度高、动态范围大等优点。其次,依据光纤陀螺硬件物理模型建立了抽象线性系统模型,并在此模型基础上进行仿真,根据仿真结果分析了光纤陀螺系统的阶跃响应、稳定性等,得到符合系统性能的相关参数。然后,确定了以FPGA为核心的光纤陀螺数字闭环信号处理系统的硬件实现方案,针对硬件系统的前端检测与滤波电路模块、A/D转换器,D/A转换器,FPGA信号处理模块进行详细分析,提出各环节电子器件的选型方案,搭建了硬件系统平台,并且对光纤陀螺进行了光电联合调试,使陀螺成功的实现了闭环。最后对陀螺的零偏、零偏稳定性、零偏重复性、随机游走系数、标度因数,标度因数非线性度等性能进行了测试,得到光纤陀螺测试结果。   本论文的研究对进一步深入理解全数字闭环光纤陀螺的信号处理技术有一定的借鉴作用,同时也为光纤陀螺的研制提供了一定的参考。
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