光纖陀螺的動(dòng)態(tài)性能研究.pdf

1、哈爾濱工程大學(xué)博士學(xué)位論文光纖陀螺的動(dòng)態(tài)性能研究姓名：張娜申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：精密儀器及機(jī)械指導(dǎo)教師：李緒友2012-03哈爾濱工程大學(xué)博士學(xué)位論文i1；；iii；；iii；；iiiiiiii；iiiiiiiiii；；iiiii；iiiiii；iiii；；iii；；iiii；；；iiii；；；ii；；；分析結(jié)果的影響。并且，提供了單一搖擺運(yùn)動(dòng)和兩種復(fù)合搖擺運(yùn)動(dòng)的分析結(jié)果。從分析圖中方差的起伏變化可以看出，動(dòng)態(tài)Allan方差法可以準(zhǔn)確

2、地反映動(dòng)態(tài)誤差里的突變和周期性變化等非穩(wěn)定性因素，能夠清晰地辨識(shí)出隱藏在動(dòng)態(tài)誤差里的不同搖擺狀態(tài)。由理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，動(dòng)態(tài)Allan方差法對(duì)光纖陀螺的動(dòng)態(tài)性能分析是非常適用的。動(dòng)態(tài)Allan方差法是一種分析非平穩(wěn)性信號(hào)的有效工具，但在辨識(shí)噪聲時(shí)存在功率泄漏和定量表示單一的缺陷。為此，提出窗函數(shù)組合法和噪聲量值的二維表示法對(duì)其改進(jìn)，并將其用于分析和定量描述光纖陀螺動(dòng)態(tài)誤差中的各種噪聲項(xiàng)。窗函數(shù)組合法在光纖陀螺動(dòng)態(tài)誤差分解的基礎(chǔ)上采用

3、矩形窗和漢寧窗對(duì)其中的中低頻噪聲和高頻噪聲分別進(jìn)行分析。噪聲量值的二維表示法根據(jù)動(dòng)態(tài)Allan方差法原理得到噪聲量值隨采樣點(diǎn)數(shù)目增加的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明窗函數(shù)組合法可以滿足不同頻段噪聲的辨識(shí)要求，減小功率泄漏；噪聲量值的二維表示法可以準(zhǔn)確地反映出動(dòng)態(tài)誤差中各噪聲項(xiàng)的變化特征。為了改善光纖陀螺的動(dòng)態(tài)性能，將普通PID控制器的設(shè)計(jì)思想應(yīng)用到光纖陀螺的動(dòng)態(tài)誤差控制器中，并進(jìn)一步基于光纖陀螺動(dòng)態(tài)條件下的誤差特性設(shè)計(jì)出一種新型的動(dòng)態(tài)誤差控制器

4、結(jié)構(gòu)。前者主要通過普通PID控制器的設(shè)計(jì)思想與光纖陀螺的控制方式相結(jié)合，即基于光纖陀螺內(nèi)部控制方式實(shí)現(xiàn)。而后者將微分環(huán)節(jié)設(shè)置在輸出信號(hào)之前，使輸出信號(hào)和反饋信號(hào)同時(shí)具有提前預(yù)測(cè)功能，并在微分環(huán)節(jié)后面加一個(gè)低通濾波器以抑制微分環(huán)節(jié)帶來的高頻干擾。這一新控制器結(jié)構(gòu)既可以使控制量減小，各個(gè)時(shí)刻的控制誤差不累積，還可以使輸出跟蹤輸入，反映輸入的變化。兩種動(dòng)態(tài)誤差控制器均通過在光纖陀螺數(shù)字信號(hào)處理芯片F(xiàn)PGA的各模塊中編寫VHDL語言實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)