用于IFOG振動(dòng)特性測(cè)試的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在光纖陀螺(FOG)的動(dòng)態(tài)特性中，振動(dòng)特性占有重要的地位，它是評(píng)價(jià)FOG性能重要的指標(biāo)之一。理論上相比于傳統(tǒng)陀螺，F(xiàn)OG的無(wú)運(yùn)動(dòng)部件和全固態(tài)的特征，使其對(duì)沖擊、振動(dòng)等具有較強(qiáng)的抗性，但實(shí)際上FOG在應(yīng)用時(shí)受沖擊、振動(dòng)作用后，會(huì)因光纖中存在的彈光效應(yīng)而產(chǎn)生非互易相移，從而降低了FOG的精度和穩(wěn)定性。
　　目前，解決FOG振動(dòng)問(wèn)題的方法主要集中在光纖環(huán)和光電器件尾纖固化、環(huán)路控制的改進(jìn)以及避免機(jī)械諧振點(diǎn)等方面，這些措施可以控制振動(dòng)誤差

2、在誤差允許范圍內(nèi)。由于陀螺內(nèi)部的濾波器無(wú)法徹底消除原始輸出中的振動(dòng)成分，因此在陀螺振動(dòng)測(cè)試過(guò)程中，采樣頻率設(shè)置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致頻譜混疊現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而影響陀螺振動(dòng)特性的分析和判斷。本文即針對(duì)該現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了新式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，避免頻譜混疊對(duì)光纖陀螺振動(dòng)特性測(cè)試準(zhǔn)確性的影響。
　　論文首先介紹FOG的原理、結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用。對(duì)干涉式數(shù)字閉環(huán)FOG的振動(dòng)特性及其測(cè)試方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，指出影響振動(dòng)特性測(cè)試的關(guān)鍵因素。內(nèi)容主要包括FOG所受的

3、振動(dòng)、測(cè)試FOG振動(dòng)試驗(yàn)的方法以及分析振動(dòng)時(shí)光纖所受橫向和軸向應(yīng)力對(duì)FOG精度的影響，并提出了兩個(gè)有效的措施抑制振動(dòng)對(duì)FOG精度造成影響。
　　之后，論文分析和研究了在干涉式數(shù)字閉環(huán)FOG測(cè)試過(guò)程中存在的頻譜混疊現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)八組不同振動(dòng)頻率狀態(tài)下陀螺輸出數(shù)據(jù)的功率譜分析，獲取陀螺數(shù)據(jù)的成分特征。通過(guò)設(shè)置不同采樣頻率，驗(yàn)證頻譜混疊現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生機(jī)理和對(duì)陀螺振動(dòng)測(cè)試的影響程度。
　　然后，為了抑制頻譜混疊現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了一套以FP

4、GA為核心器件的數(shù)據(jù)采集硬件系統(tǒng)，并利用Verilog語(yǔ)言編制數(shù)據(jù)處理程序，用于獲取FOG在振動(dòng)測(cè)試時(shí)的輸出數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)以8位并行的傳輸方式采集陀螺原始數(shù)據(jù)，通過(guò)設(shè)置合理的采樣環(huán)節(jié)，消除采樣頻率與振動(dòng)頻率的混疊，將含有真實(shí)振動(dòng)成分的數(shù)據(jù)采集、傳輸并存儲(chǔ)在PC上，用于后續(xù)對(duì)陀螺振動(dòng)特性分析和判斷。
　　最后，檢測(cè)與驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的有效性。使用設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)FOG振動(dòng)測(cè)試進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比得出結(jié)論，該系統(tǒng)能夠有效