谐振式光子晶体光纤陀螺信号检测系统设计与实现

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxiaodeai1002
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光纤陀螺是一种可以敏感角速度的惯性导航仪器,拥有全固态、抗冲击、低成本和宽检测范围的优点,被广泛应用于导航、制导等领域。谐振式光纤陀螺(R-FOG)是第二代的光纤陀螺,同所有光学陀螺的原理一样是基于Sagnac效应,通过检测环形谐振腔顺、逆时针光路的谐振频差来获得角速度。采用相干性检测原理是应用锁相放大器进行频差的弱信号提取,以克服实际的光纤陀螺组件,如激光器、谐振腔等因为受到环境因素的干扰以及由温度、应力等变化引起的新的互易性噪声。为了保持谐振式光纤陀螺的输出是线性的,激光器中心频率与谐振腔的一路光的谐振频率锁定,使锁频路的输出光始终保持在谐振状态。另一路则作为输出,检测其谐振频率与激光器中心频率的差值获得转动速度。基于以上的研究背景,本文从R-FOG检测原理出发,结合光子晶体光纤代替普通的保偏光纤的方案,建立谐振式光子晶体光纤陀螺(RPCFOG)信号检测系统。具体开展以下的研究工作:  首先论文基于光子晶体光纤代替普通保偏光纤改善环形谐振腔环境效应的的思想,结合Sagnac效应,对谐振腔进行深入的分析,阐述了不同参数对谐振特性的影响,其中包括窄线宽激光器对清晰度影响。在以上工作的基础上,建立了谐振式光子晶体光纤陀螺的闭环检测系统。  本文在正弦相位调制的基础上,建立模拟解调的方案,设计了锁相放大器。基于滤波器的软件设计和仿真,区别与一般的一阶后端滤波器解调,采用二阶Sallen_Key型低通滤波器提升后端的滤波效果,完成对信号的同步解调。在上述工作的基础上,以FPGA为核心的硬件单元,建立数字 PI控制的锁频算法。采用增量式的数字实现形式,在分析P、I环节对系统的影响下,结合仿真对控制参数整定。然后,从硬件系统总体角度分析FPGA的性能和应用,选取了合适的FPGA芯片,并选用了高性能的芯片进行信号的模数、模数转换,以及FPGA和PC端的串口通信,来增强系统的使用性、灵活性。  最后,本论文进行系统测试,完成对谐振式光纤陀螺检测系统的各个模块的测试和验证。  谐振式光子晶体光纤陀螺的检测系统设计与实现,为今后实现谐振式光纤陀螺在工程上的应用奠定了良好的基础。
其他文献
地方文献,顾名思义是有关地方各方面情况的有价值资料,也就是记录有关地方情况的各种载体.有关地方的情况既包括各级地方政府部门及专业出版社发行的公开或内部的资料内容,也
与油船、散货船、集装箱船等常规船舶相比,多层甲板船船体结构复杂、航行工况多样,疲劳问题比较突出。目前,国内外对船体结构疲劳问题的研究十分广泛深入,但研究对象主要集中
本文是结合“深弹水下运动轨迹测试”项目开展的,重点对水下运动目标定向的理论和工程实现进行了深入研究。 论文首先概述了水下运动目标定位系统研究的背景、意义以及国内外研究现状。然后,对两种基阵定向算法进行了研究,分别论述了四元十字阵和五元立体阵的定向原理和算法;分析了两种阵列的定向精度;并进行了仿真,比较了两种基阵的定向性能。对时延估计理论和算法进行深入研究,提出了一种基于合作信号的相位数据时延
学位
目的:探讨心肌酶谱联合肌钙蛋白检测对甲状腺功能减退症(以下简称甲减)的诊断价值.方法:回顾性分析我院2018年6月-2019年6月收治的35例甲减患者的临床资料,将其划分为观察组,
本文对三种常见的焊接接头焊趾处的SCFs和裂纹的SIFs进行了有限元分析。研究中假定不存在残余应力和气孔、咬边、未焊透、位错等焊接缺陷,而着重于考察接头几何参数对SCFs和
微小型IMU/GPS组合导航系统可实现用中等精度,低成本的导航系统.该文根据低成本、小型化的要求,设计了惯性导航系统的数据采集通道,采用一个16位A/D转换器,并通过一个模拟开
“基于WEBGIS的水资源管理信息系统”是受长江水利委员会委托开发,是长江流域信息化建设的重要项目。取水口管理是长江流域水资源管理系统中的一个比较难于分析的子模块。文
针对自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的实际工作环境和需求,本研究对捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)/全球定位系统(Global
伴随着工业自动化技术的日新月异的变化,船舶机舱自动化技术也有着突飞猛进的发展。随着机舱自动化水平的不断提高,机舱设备的集成度、稳定性、通用性也同益加强。然而,自动化技术的发展并没有给机舱安全带来质的变化,经过研究生期间对船舶机损事故的整理分析,在国内主要航运公司发生的400多重大机损案例中,人为因素失误的案例达330件,占全部案例的83.1%,与国内外公认的80%的人为因素失误比率非常接近,证实了