文档介绍：东南大学
硕士学位论文
干涉型光纤陀螺仪仿真器的研究与设计
姓名:凡浩
申请学位级别:硕士
专业:导航、制导与控制
指导教师:吴峻
20090501
摘要作为一种新型的全固态惯性仪表,光纤陀螺仪具有诸多优点,被应用于越来越多的场合。但是恶劣的工作环境会影响光纤陀螺仪的输出精度。为了更好的了解光纤陀螺仪的输出特性和误差特性,需要对光纤陀螺仪进行动态和随机仿真研究。并在实验的基础上,对基于温度特性的影响进行重点研究,以补偿温度变化所带来的误差。螺仪的仿真、建模展开研究。除了陀螺仪本身的器件和加工方法带来的误差,外部环境如温度、振仿真器包含理论仿真和实验数据建模与补偿两部分,采用面向对象可视化技术苑抡非线性关系,神经网络具有很强的非线性映射能力,所以本文采用神经网络对实验数据进行温度建络对零偏的温度漂移进行辨识并补偿,从补偿的结果来看可以有效地降低温度对零偏输出的影响,关键词:光纤陀螺仪。动态模型,随机模型,神经网络,,本文首先在介绍了基于效应的闭环干涉型光纤陀螺仪的结构及其工作原理的基础上,介绍了光纤陀螺仪的主要性能指标并进行了误差分析。为了提高光纤陀螺仪的使用精度需要对光纤陀动、电磁等的变化也会给光纤陀螺仪的输出精度带来一定的影响,尤其是温度的变化,将对陀螺仪的零偏产生影响。器进行设计,用户可以通过可视化界面调整仿真参数以达到想要的仿真结果,而无需知道模型和程序运行的具体过程,操作简单、方便。为系统建立一个完整的模型并对其进行计算机仿真是研究过程中十分基础而又重要的工作。的模型包括物理模型、随机模型、环境模型、扰动模型。本文根据系统的实际结构特点,总结出系统的闭环控制为刂疲纱私⒘擞胧导是榭鲎钗=咏姆窍咝远P和随机模型。仿真表明系统稳态误差为零,系统是稳定的。典型的随机噪声有角度随机游走噪声、偏值不稳定性噪声等,用高斯白噪声仿真角度随机游走噪声,用运动法仿真偏置不稳定性噪声,用白噪声的积分来近似速率随机游走噪声,并使用工具实现。通过分析知道,温度特性对光纤陀螺仪的输出影响显著。零偏与环境温度之间存在着较复杂的模。首先分别采用网络和缍猿N孪碌氖笛槭萁⑽露饶P停咏5慕峁纯碦网络的拟合精度好于网络,并且绲难盗肥奔浣螧缫6獭T诖嘶∩现苯永肦网减小了零漂值,提高了光纤陀螺仪的使用精度。
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研究生签名:鳆缝日期:盈毖。导师签名:东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:日期:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。
第一章绪论引言光纤陀螺仪的分类典力学的理论基础上发展起来的,是综合了当代最新科技成果的多学科、综合性实用尖端技术。应用惯性技术可实现运载体的自主测量,因此它在现代国防科学技术中占有十分重要的地位,并广激光陀螺仪提高了几个数量级。并且光纤陀螺仪不需要光学镜的高精度加工、不需要光腔的严格密被称为第勇菀牵中可以采用数字闭环技术,易于实现高精度和高稳定性,是目前最常用的光纤陀螺仪构成模式。惯性敏感器、惯性稳定、惯性导航、惯性制导和惯性测量等技术,统称为惯性技术,它是在经泛应用于航天、航空、航海及其它工业领域。陀螺仪是惯性技术的关键器件之一,陀螺仪的性能对惯性系统有很大的影响。早期的陀螺仪是机电式的,如挠性陀螺仪雨驳缧∈酵勇菀牵溆刑寤蟆⒔峁垢丛印⒊杀靖叩娜钡恪兰初发跿效应随后激光和光导纤维的发明及相关技术的飞速进步,为基于效应的光纤陀螺仪,奠定了技术基础。光纤陀螺仪是一种新型的全固态惯性仪表氪车幕缡酵勇菀窍啾龋哂刑寤⒅亓壳帷⒊杀镜汀⑽蘅啥考⒛投窳庸ぷ骰境、电磁兼容性好等优点。它的最大的特点是可根据不同的用途,选择不同的光纤长度和线圈直径及不同的信号处理方法,可覆盖陆地、航空、航天、航海等所有陀螺仪的应用领域。光纤陀螺仪和激光陀螺仪同属光学陀螺仪的一种,它利用光速的恒定性和光学上的效应,有效克服了以往陀螺仪的很多不足。和激光陀螺仪不同的是,光纤陀螺仪是将墓纤绕制成直径为—的圆型光纤环,从而增长了激光束的检测光路,使检测灵敏度和分辨率比封、不需