首页 > 论文 > 中国激光 > 47卷 > 01期(pp:0106002)

谐振式光纤陀螺频率跟踪失锁控制研究

  • 摘要
  • 论文信息
  • 参考文献
  • 被引情况
分享:

摘要

谐振式光纤陀螺是基于Sagnac效应产生谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器,具有体积小、精度高的技术优势,已成为高精度小型化陀螺惯性器件研究热点。谐振式光纤陀螺的稳定工作以激光器频率跟踪同步作为前提,而频率跟踪同步过程中的跟踪失锁会导致陀螺输出产生尖峰脉冲和零位变化,严重影响陀螺性能。本文针对目前谐振式光纤陀螺中存在的跟踪失锁问题开展研究,分析了频率跟踪失锁原因及机理,研究表明频率跟踪同步过程中的电流变化以及背向散射、偏振耦合等非互易性噪声引起的谐振峰对称性改变是产生尖峰脉冲和零偏变化的主要原因;随后,本文提出了基于半导体激光器温度闭环反馈的失锁控制方案,通过温度闭环实现激光器中心频率对光纤谐振腔单个谐振频率的长期跟踪同步,消除频率跟踪失锁引入的陀螺输出误差;对失锁控制总体技术方案、信号处理流程以及FPGA实现方法进行了详细的叙述;最后,搭建成功陀螺原理样机,对采用频率跟踪失锁方案前后的陀螺静态性能进行了实验测试,测试表明频率跟踪失锁控制将陀螺输出尖峰脉冲从3000°/h降低到200°/h,输出零偏变化从600°/h降低到0,已经完全消除了频率二次锁定过程中的零位变化,陀螺1h测试精度从15.2° /h大幅降低到1.85 °/h,已经满足民用导航级精度应用需求。

Newport宣传-MKS新实验室计划
补充资料

DOI:10.3788/cjl202047.0106002

作者单位:

    北京自动化控制设备研究所
    北京自动化控制设备研究所
    北京自动化控制设备研究所
    北京自动化控制设备研究所
    北京自动化控制设备研究所
    北京自动化控制设备研究所

引用该论文

雷明,于怀勇,方圆,吴衍记,冯喆,张丽哲. 谐振式光纤陀螺频率跟踪失锁控制研究[J].中国激光,2020,47(01):0106002.