一、伪随机调制在全数字闭环光纤陀螺中的应用（论文文献综述）
冼拓华[1]（2020）在《干涉式光纤陀螺仪数字闭环测量系统误差分析及校正方法》文中研究指明干涉式光纤陀螺仪,是一种基于Sagnac效应的光学测量系统。Sagnac干涉仪光学传感器本体实现了被测量角速度与干涉相位之间的线性映射,而数字信号处理部分实现对角速度的跟踪、控制与测量。本文针对H.C.Lefevre博士提出的全数字闭环处理技术进行简单阐述,并在Z域上完成系统建模及稳定性分析。本文进一步针对环路增益对系统响应的影响做了深入分析,并针对性地提出了环路增益控制方案,实验结果达成预期目标。本文还针对干涉式光纤陀螺仪的低速测量偏置畸变的成因,进行了深入探讨分析,并通过软件仿真等手段证明了调制信号的同频串扰是造成低速测量偏置畸变误差的根本原因。同时通过理论计算得到低速测量畸变区宽度与信号串扰强度成二次方关系。根据信号串扰模型,本文使用了伪随机调制解调的方法对转速测量系统进行改进。在伪随机调制解调的基础上,还完成了环路增益为一的控制目标,同时针对信号串扰造成的随机游走误差设计了相应的跟踪消除模块。新设计控制方案在300m保偏光纤环上进行验证测试,陀螺仪（±500°/s）标度因素非线性度为0,标度因数温度灵敏度为0/;室温下陀螺仪输出标准差（零漂,一秒一平均）为0 5°/,变温（/）下输出标准差（零漂,一秒一平均）为0 5 0°/;Allan方差随机游走系数为0 005°/√,零偏不稳定性为0 0°/;低速测量区无偏置畸变和测量死区。
霍海涛[2]（2019）在《干涉式光纤陀螺死区机理研究与抑制》文中研究说明当光纤陀螺敏感小角速率时,会出现相对较大的测量误差,难以满足测量精度要求较高的场合。因此,在现有的光纤陀螺基础上,针对陀螺的死区问题,开展了以下研究:（1）首先研究死区产生的机理。从闭环反馈主回路光电探测器的输出误差开始分析,分别从电路上的电子耦合串扰、相位调制器及D/A芯片的非线性等几方面,阐述并分析了光纤陀螺在小角速率的情况下,光纤陀螺调制电路板上电子串扰,及反馈回路器件的非线性误差对光纤陀螺性能的影响。（2）由分析可知,输入角速率引起的Sagnac相移小于闭环反馈回路积分非线性误差引起的相位差,并且反馈回路的差分非线性误差较大时,容易引起阶梯波复位异常从而导致死区,并对此进行了仿真及实验。（3）提出了一系列减小或消除死区的具体措施。第一种方法是采用三角波抖动技术,它通过改变调制相位,防止反馈电压始终保持俘获状态;第二种方法通过优化调制电路板以减小电路间的电子交叉耦合;第三种是提出了六状态调制技术来减小电子串扰,该调制方式与四状态相比,从原理分离了调制电压和解调序列之间频率关系,从而降低了串扰引起的偏置误差;另外提高AD采样频率、尽可能使调制频率与本征频率一致、随机过调制等都可有效抑制死区。对于长度1000m、直径100mm的光纤环组成的干涉式光纤陀螺,优化调制电路板后死区由0.1°/h减小到0.05°/h,也验证了当调制频率与本征频率一致时可以有效减小光纤陀螺死区。通过测试,使用四态波调制死区为大约为0.05°/h以及使用四态波加三角波抖动死区大约为0.01°/h,使用六态波调制死区约为0.03°/h。并从理论上证实使用六态波调制可以完全消除死区。而且使用六态波调制的干涉式光纤陀螺相比四态波调制或四态波加三角波抖动方案表现出更好的角度随机游走和零偏稳定性。这些结果验证了四态波加三角波抖动方案以及六态波调制的串扰抑制效果。
宋锐[3]（2018）在《机载高精度光纤捷联惯导误差建模及组合滤波技术研究》文中提出随着光纤技术的不断发展,以光纤捷联惯性系统为代表的光学导航设备由于具有自主性高、实时性好等优点,在现代海陆空天等军民用领域得到广泛运用。针对机载应用平台,由于构成捷联惯性导航系统的主要测量部件-惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）易受载体运动形态、外界环境中不确定因素等影响,因此有必要在现有技术和工艺基础上,进一步提高机载捷联惯性导航系统在复杂工作条件下的环境适应性、测量和组合系统状态估计精度。本文主要基于光纤陀螺的基本工作原理,利用建模方法分析陀螺输出信号随温度变化、动态应力改变的响应特性,并综合考虑复杂环境下光纤陀螺动态误差的精确辨识问题,最后根据系统不同运动状态对应不同的模型,提出一种基于交互多模型的滤波估计方法。本论文的主要工作与创新点如下:1)由于光纤的弹光效应,使得在实际工程应用中,因工作环境温度等外界因素变化会引起光纤环的应力产生变化,通过实验发现,温度变化会在陀螺输出信号中引入非互易性相移误差,本文提出一种基于新兴寻优算法AFSA（Artificial Fish Swarm Algorithm）的神经网络模型,旨在描述不同温度变化条件下的陀螺输出与温度变化速率之间的关系,通过AFSA不断迭代优化神经网络模型参数,使得所建立的模型更好地逼近光纤陀螺温度特性,最后根据温度实验数据,比较了基于遗传算法（Genetic Algorithm,GA）等不同方法的误差结果,表明本方法将输出信号中主要误差降低约50%。2)针对机载环境下惯性测量单元中光纤陀螺易受环境冲击、振动等影响的情形,通过推导振动条件下光纤陀螺内部光功率波动、互易性相移等随应力变化的不同表现形式,进一步对光功率信号的解调和乘除运算等系统改进后陀螺信号进行分析,本文提出了一种基于改进局部均值分解（Local Mean Decomposition,LMD）的陀螺振动误差建模分析方法,将振动信号按照频率大小逐层分解,同时在循环迭代过程中提出边界延拓和三次样条插值方法,有效避免了可能出现的欠包络等问题,在循环终止时引入正交性准则判据来保证残余分量满足单调性条件,从而使得振动信号不同频段分量可以得到更为精确的分解,再利用核主成分分析（Kernel Principal Component Analysis,KPCA）方法从高频分量信号中提取出去除噪声影响的有用信号。通过采集惯性测量单元内三轴陀螺的振动输出信号,并利用所提出的算法及基于小波变换（Wavelet Transform,WT）、标准LMD-KPCA方法等方法进行处理,结果表明所提出的算法具有一定泛化性能,并可以将主要误差降低一个数量级。3)对于机载环境下惯性测量单元在载体运动中所处环境的时变性,需要综合考虑温度变化、冲击、振动等情形时陀螺信号的时变特性,而标准Allan虽可以有效地辨识平稳信号中的各类误差和噪声的特征,对于输出信号中的非平稳因素有必要采取动态误差评估方法做进一步的辨识。本文结合陀螺输出信号特点,提出一种重叠采样动态Allan方差分析方法,利用基于不同采样方法的Allan方差对振动信号进行分析,并将所提出的基于重叠采样的动态Allan方差（Dynamic Allan Variance,DAVAR）算法运用于光纤陀螺振动信号处理,推导了适用于分析非平稳信号的重叠Allan方差表达式,结合信号特征选取适当的窗口长度,定量描述了整个时间域内陀螺主要误差参数的变化情况。最后,为了提高长相关时间信号的算法计算效率,提出一种快速算法,仿真实验和动态信号处理结果表明,所提出算法描绘的三维图可以更为直观辨识信号中的动态情况,提高了动态随机信号的误差估计性能。4)为了进一步提高系统的测量和导航精度,本文分析了光纤陀螺漂移误差、算法近似误差等多误差源在系统中的耦合传播情况,针对不同误差源对捷联惯性导航系统误差影响,提出一种基于人工神经网络的系统误差估计方法,通过将机载仿真实验环境下载体姿态、速度误差的估计结果与Kalman迭代更新滤波方法进行比较,验证了所提出的方法可以对捷联惯导系统中主要误差进行估计。最后根据载体不同的运动状态对应的运动学模型,分析了基于交互多模型的容积Kalman滤波（Interacting Multiple ModelCubature Kalman Filter,IMM-CKF）方法在提高系统导航精度等方面的性能,尤其对于载体中多传感器信息融合及噪声统计特性不确定等情形,将所提出的惯性器件信号处理方法与滤波方法结合起来,有效提升了载体的导航精度。
吴军伟,缪玲娟,沈军,李福胜[4]（2018）在《基于增益自补偿的光纤陀螺瞬态噪声抑制方法》文中进行了进一步梳理在光纤陀螺稳定控制平台应用领域中,光纤陀螺相位滞后及瞬态噪声严重制约着随动控制系统的控制品质。为了提高基于光纤陀螺随动系统的控制效果,研究了基于增益自补偿的光纤陀螺瞬态噪声抑制方法。首先,分析了由于死区补偿带来的光纤陀螺瞬态噪声,在此基础上研究了基于增益自补偿的光纤陀螺瞬态噪声抑制方法,并对该方法进行了理论分析。根据稳定控制平台对相位滞后和瞬态噪声的设定要求,通过一只数字闭环光纤陀螺进行了测试验证,测试结果满足系统对相位滞后和瞬态噪声的指标要求,瞬态噪声峰峰值为0.36（°）/s,并不随增益的变化而变化,验证了增益自补偿方法的有效性。
刘华兵[5]（2018）在《光纤陀螺动态特性测试方法研究》文中提出随着光纤陀螺应用范围的不断扩大以及对导航精度的要求越来越高,对于工程上实用的光纤陀螺来说,良好的动态性能是其必不可少的条件,尤其是工作在动态环境下的光纤陀螺而言,载体的角运动势必会引起陀螺的输出误差,从而影响陀螺的导航精度。所以本文主要针对光纤陀螺的动态性能进行深入研究,主要从动态模型建立、动态特性的测试方法以及动态误差补偿算法这几个方面着重分析。首先,本文阐述了光纤陀螺的基本概况以及国内外有关陀螺动态特性研究与发展现状,并阐明了光纤陀螺动态特性的研究目的、意义和本文的主要研究内容。然后以干涉式光纤陀螺为研究对象,掌握了解它的工作原理和主要性能指标,重点分析光纤陀螺各电路模块的功能及物理意义,建立光纤陀螺动态误差模型和闭环传递函数,仿真分析不同的角运动激励对陀螺输出的影响。并简要介绍有关光纤陀螺动态性能测试的相关内容。其次,由于动态环境下标度因数的精度对陀螺输出精度起着决定性的作用,基于此研究了标度因数的测试方法,在角速率测试的基础上提出了角增量测试标度因数,通过实验对比分析,发现角增量法比角速率测试的标度因数精度要高一些。从光纤陀螺的基本工作原理出发分析了标度因数的误差机理,尤其是温度对标度因数的影响,通过建立温度误差模型,采用软件补偿的方法提高标度因数的精度,从而提高陀螺的输出精度。再次,研究光纤陀螺的动态性能。基于摇摆运动下测试光纤陀螺的动态性能,研究频率法动态测试方案,主要从测试原理、测试步骤以及测试基准值的确定三个方面分析。然后根据动态测试方法对陀螺进行测试,得出单一摇摆和复合摇摆的测试结果,采用分周期法评价陀螺的动态性能,根据测试结果分析动态误差的主要组成部分。由于考虑到频率法测试时会存在一些误差影响因素,所以在频率法测试的基础上提出了增量法测试,对两种测试方法分别进行了实验验证发现都有自己的优点与不足。最后,分析光纤陀螺动态测试的结果。因为速率法测试得到的动态误差是随时间在改变的,所以在分析误差信号时采用了动态Allan方差法,即DAVAR法。根据DAVAR信号分析的基本原理,采用DAVAR法对动态误差信号进行分析,能够直观的看出误差信号的周期性及存在的突变因素。最后通过分析摇摆运动产生的动态误差机理,建立了动态误差补偿算法并标定误差系数,通过实验得到了验证。
张骞[6]（2017）在《基于随机过调制的光纤陀螺死区抑制研究》文中进行了进一步梳理惯性技术是海陆空天各类运动载体惯性导航、制导控制、定位定向以及姿态稳定的核心技术,是同时具备自主性好、信息全面、实时连续、抗干扰性强等特性的载体运动信息感知技术。光纤陀螺作为新型惯性敏感器件,在国防和民用领域发挥着至关重要的作用。光纤陀螺工程化过程中出现的死区效应导致陀螺输出产生严重的非线性,进而间接影响惯性导航系统的精度,因此必须寻找有效的方法来抑制光纤陀螺的死区。本课题详细分析了光纤陀螺死区的影响因素和常见的死区抑制方法,通过对比最终确定随机过调制的方案。文章的主要工作如下:（1）对光纤陀螺的基本工作原理进行简要分析,首先介绍了光纤陀螺的结构组成,其次阐述了全数字闭环检测方案,详细介绍了方波调制、四状态调制技术。最后分析了光纤陀螺阶梯波生成、第二闭环控制过程。（2）对光纤陀螺的死区机理进行分析,研究表明光纤陀螺死区产生的原因主要有三种:电子串扰、反馈回路器件的非线性以及阶梯波复位误差。根据死区产生的机理,比较分析了常见的死区抑制方法优缺点,为确立死区抑制方案提供了理论依据。（3）光纤陀螺的死区测试。以国军标为依据,对死区的测试方法进行详细分析,然后对安装误差和零偏进行分析测试,并进行相应补偿。提出优化阈值测试方案消除阈值测试中的误差并进行实验对比论证。（4）随机过调制的设计与实验。此部分是整个设计环节的核心。首先完成对伪随机模块、调制解调模块以及时钟分频模块部分的设计,随后对信号处理程序进行功能仿真,最后进行阈值测试。两次阈值测试结果进行对比,验证死区抑制的效果。通过测试,发现其阈值由原来的0.0056o/h减小到0.0043o/h,减小了约23%。从而验证了采用随机过调制对抑制光纤陀螺死区具有良好的效果。
孙丰钊[7]（2017）在《光纤陀螺的死区抑制方法研究》文中研究说明随着新型光学技术的迅猛发展,光学陀螺迅速崛起,正逐步发展成为本世纪惯性技术领域的主流惯性仪表之一。光纤陀螺作为光学陀螺的一大分支,其技术日益成熟,已逐渐应用于航天、航海、军事以及民用等多个领域。然而,光纤陀螺的内部存在着各种各样的误差以及反馈回路的非理想型,这些因素使得光纤陀螺不能敏感零位附近的角速度输入,导致死区出现。死区的出现大大影响了光纤陀螺的性能,所以采用适当的方法抑制光纤陀螺的死区具有必要性和重要性。本课题以实验室现有的光纤陀螺为基础,阐述光纤陀螺的基本原理,并在此基础上分析光纤陀螺的死区产生机理,根据死区产生机理选取适当的方法加以抑制。经过研究对比最终确定采用随机过调制的方案来进行光纤陀螺死区抑制。文章的主要工作如下:1.分析光纤陀螺的基本工作原理。重点分析光纤陀螺的全数字闭环检测方案,包括四态方波调制和第二闭环回路控制技术。光纤陀螺的数字信号处理部分主要是在FPGA芯片中完成的,其主要实现信号的调制解调、阶梯波生成、第二闭环控制以及串行数据输出。通过对光纤陀螺基本工作原理的分析,掌握本实验室光纤陀螺的基本情况,可以为后续分析死区产生机理进而改进光纤陀螺闭环控制提供理论基础。2.光纤陀螺的死区误差。建立光纤陀螺系统模型对死区产生机理进行分析,结果表明电子串扰引起的死区误差以及反馈回路器件的非线性会导致光纤陀螺阶梯波无法正常复位而导致死区产生。然后,根据死区机理,比较分析了抑制光纤陀螺死区的几种方案,并最终确定采用随机过调制方案来进行光纤陀螺的死区抑制。3.光纤陀螺的死区测试。阈值作为衡量死区大小的指标,对阈值的测试即为对死区的测试,在国军标阈值测试基础上,分析测试所存在的零偏误差和安装误差并采取相应措施对其进行误差补偿,这样就可以获得准确的阈值测试结果。4.光纤陀螺的随机过调制的实现。其主要任务是使用硬件描述语言VHDL在ISE10.1编译环境下完成对伪随机模块、调制解调模块以及时钟分频模块等的设计任务,随后对整个FPGA芯片进行功能仿真和时序仿真,并完成上板调试,并对改进后的光纤陀螺进行阈值测试,两次阈值测试结果进行比较,从而验证死区抑制的效果。
刘若廷[8]（2016）在《光纤陀螺数字闭环控制性能测试研究》文中研究表明光纤陀螺是用于敏感载体角位移和角速率的全固态传感器,光纤陀螺的控制性能决定了系统对输入信号的响应速度和跟踪能力,对惯性导航系统整体的工作性能起着关键性作用;与其他形式陀螺仪相比,光纤陀螺具有更高的理论带宽和更快的响应速度,因此对控制性能测试的方法也与其他形式陀螺仪有所不同,通过分析和对比目前使用的几种测试方法发现,根据等效输入原理和数字频率合成技术的光纤陀螺控制性能测试方法最适合目前高性能的光纤陀螺,因此本文根据此方法设计一套适用于本实验室现有型号光纤陀螺设备的控制性能测试系统,并对现有型号光纤陀螺进行测试得出光纤陀螺的真实控制性能。本文首先阐述了国内外光纤陀螺的研制情况和控制性能测试技术的发展过程,介绍了光学陀螺的基本工作原理,通过动态建模的方法建立系统传递函数模型,并通过闭环传递函数分析系统对不同输入信号的控制能力,为系统控制性能的仿真分析和等效输入法的建立过程打下基础。然后分析目前使用的几类不同控制性能测试方法各自的优势和适用条件,得出根据等效输入原理的数字化测试方法更适用于目前高性能的光纤陀螺设备,因此设计了一套在光纤陀螺FPGA控制系统内部以等效输入法为原理,用直接数字频率合成技术生成测试激励的控制性能测试系统,此测试系统不仅能满足对测试激励的要求,又能实现自主测试的目的,即可以使用在光纤陀螺设计初期验证设计方案,又可以用在装配完的陀螺设备测出其真实控制性能。再次,为了能准确的接收测试结果,根据光纤陀螺仪和测试系统的输出特点,设计了包括光纤陀螺向下抽样滤波输出模块、串口数据传输部分、计算机测试结果接收软件的光纤陀螺测试数据采集系统,将原光纤陀螺输出部分每秒传输98组数据的通信频率提高到每秒传输1560组数据,以满足测试结果分析时需要的数据输出频率要求。最后使用本文设计的测试系统对实验室现有光纤陀螺进行实际控制性能测试,得出现有光纤陀螺的控制环节使用I型PI结构,频带宽度为230Hz的结论。
王曦[9]（2014）在《数字闭环光纤陀螺误差分析及其补偿技术》文中研究说明光纤陀螺是一种新型角速度传感器,具有体积小、寿命长、成本低、可靠性高、抗辐射和动态范围广等一系列优点,在航空、航天、水上、水下、陆地、海底、太空等军用和民用领域有着广泛的应用。光纤陀螺是惯性导航中的重要元件,其精度直接决定了惯性导航系统的精度。随着各国对光纤陀螺技术的深入研究和光纤器件的不断更新,光纤陀螺的精度越来越高,已经在很多方面超过并替代了激光陀螺。本文对光纤陀螺工程研制中关键技术进行了深入研究,并以实验室现有光纤陀螺为基础做了相关实验。论文首先介绍了光纤陀螺的基本原理—Sagnac效应。介绍了数字闭环光纤陀螺的基本组成;利用四态方波对光纤陀螺进行相位调制与解调的方法;推导了数字闭环光纤陀螺的传递函数和陀螺系统稳定的条件。分析了光纤陀螺中的主要误差源,并对如何消除这些误差做了理论分析。最后介绍了光纤陀螺的基本测量极限—光子散粒噪声。其次,介绍了光纤陀螺的测试方法—Allan方差法估计光纤陀螺的误差系数。指出利用Allan方差法估计陀螺误差系数时,平均时间最大可达到数据持续时间的一半,浪费了较多的数据,而且当平均时间长时Allan方差的自由度（置信度）较低,估计误差大。为了提高长期频率稳定性,出现了#1理论方差估计。#1理论方差估计在平均时间长时具有较高的置信度,而且其平均时间可达到数据持续时间的四分之三,有效的提高了数据的利用率。当平均因子较小时Allan方差有较高的置信度,当平均时间较长时#1理论方差有较高的置信度,因此本论文提出了用混合理论方差来对光纤陀螺的误差系数进占计。混合理论方差是在平均因子较小时采用Allan方差而当平均因子较大时采用#1理论方差的无偏估计（理论BR方差）的估计方法。对实验室现有光纤陀螺做了 Allan方差估计和混合理论方差估计的仿真实验,结果表明在数据持续时间大于10%时,Allan方差出现了较强烈的波动,而混合理论方差在整个数据长度上都很平滑,能够更加有效的提高估计精度。在使用了宽带和输出功率高的掺铒光纤光源的光纤陀螺中,其光源强度噪声远远超过散粒噪声,因此要想提高陀螺的检测灵敏度和信噪比必须要对光源强度噪声进行抑制。论文分析了目前已有的强度噪声抑制方法,指出这些方法需要增加光纤探测器并对噪声信号进行延迟或者增加光强外调制回路,体积大,成本高。对光源强度噪声进行分析,发现光的偏振度影响着强度噪声的大小,由此本文应用了降低探测光的偏振度来减小强度噪声的方法。分析了 Lyot消偏器的结构和参数性能,提出利用Lyot消偏器来减小探测光的偏振度从而降低强度噪声的方法,并对此方法进行了仿真。在对背向瑞利散射进行分析时,指出光纤陀螺采用本征频率方波调制时,理论上将不产生任何背向瑞利散射误差。本征频率还是光纤陀螺调制、解调、采样的重要参数,且一旦确定在使用的过程中就不能更改,因此需要在使用前对其进行精确的测量。现有的测量方法有两种—基于对称方波的测量方法和基于不对称方波的测量方法。基于对称方波调制的测量方法需要在探测器输出方波占空比为百分之五十时确定本征频率的值,本征频率的测量精度取决于探测器输出方波占空比的测量精度,且需要使用等间距连续采样多周期法来确定占空比。基于不对称方波调制的测量方法需要根据探测器输出干扰脉冲宽度差来确定陀螺的本征频率,当脉冲宽度差为零时通过极值搜索算法即可确定本征频率。这两种方法测量精度都取决于探测器输出信号的测量精度。论文提出了基于2倍本征频率和基于4倍本征频率的方波测量方法。这两种方法的基本原理都是利用本征频率偶数倍的方波对Y波导进行调制,当探测器输出为一条没有干扰脉冲的直线时即可计算出本征频率。利用本实验室现有的光纤陀螺对论文提出的这两种方法进行了验证,基于2倍本征频率测量方法的精度为0.05KHz,基于4倍本征频率测量方法的精度为0.025KHz。光纤陀螺的半波电压是光电调制中的重要参数,其误差将会导致光纤陀螺存在非互易性相位差。高精度光纤陀螺一般采用第二闭环反馈回路对Y波导半波电压进行实时修正,而在低精度光纤陀螺中无第二闭环反馈回路对Y波导半波电压进行实时测量和反馈,因此需要更准确的测量Y波导半波电压的值。根据定义可知Y波导的半波电压与入射光的波长成正比,因此需要使用与光纤陀螺相同的光路进行测量。目前测量Y波导半波电压值的方法有很多种,但只有Sagnac干涉仪法和开环搜索法的测量光路与光纤陀螺相同,不需要额外搭建测量光路,且精度比其它方法高。为了弥补Sagnac干涉仪法和开环搜索法测量时间长的缺点,提出了一种新的测量方法—基于四态方波的测量方法。基于四态方波的测量方法采用反馈技术,是开环搜索法的改进,其速度是开环搜索法测量速度的八倍。利用实验室现有陀螺进行了原理性实验,基于四态方波的测量方法的测量精度为0.001V。最后,对温度变化情况下某光纤陀螺输出数据进行了采样,并利用基于最小二乘的回归分析方法对陀螺温度漂移建模补偿。测量经过温度补偿后的陀螺输出和零偏漂移,得到利用软件建模补偿的方法可以有效的提高陀螺精度的结论。
阮晔锋[10]（2012）在《干涉式光纤陀螺信号处理电路的设计与实现》文中提出光纤陀螺（FOG）是基于Sagnac效应的用于检测相对惯性空间旋转角速度的一种光纤传感器。光纤陀螺按其工作原理又可以分为干涉式光纤陀螺（IFOG）、谐振式光纤陀螺（RFOG）和受激布里渊散射式光纤陀螺（BFOG）三种。其中干涉式光纤陀螺的相关理论研究已经比较成熟,在工程上得到了广泛的应用,而谐振式光纤陀螺和受激布里渊散射式光纤陀螺目前尚处在进一步研究阶段。干涉式光纤陀螺根据检测方法的不同又可以分为开环检测和闭环检测两种。本文提出、设计并实现了一种基于线性可变差动变压器芯片（LVDT）的新型模拟开环检测电路。该电路利用LVDT芯片产生30KHz的正弦波作为陀螺的调制信号,经过正弦波调制的陀螺输出信号含有调制信号的基频项和倍频项,分别含正比于Sagnac相移的正弦值和余弦值。我们利用两个带通滤波器分别将基频项和倍频项提取出来送入LVDT信号处理电路。倍频项直接在LVDT芯片内部进行解调,基频项则通过对调制信号进行移相来进行解调。最后通过LVDT芯片内部的低通滤波器和除法器我们可以得到Sagnac相移的正切值,在输入角速度比较小的情况下,输出电压与输入角速度近似成线性关系。实验结果表明：该信号的光纤陀螺标度因数为0.2769V/°/s,零偏为-49.6°/h,输出零偏结果的一个标准差为6.6489°/h。数字闭环检测电路采用方波调制,阶梯波反馈的方案。首先通过实验测试光纤陀螺的渡越时间τ,FPGA产生方波调制信号的周期即为2τ。对陀螺的输出信号进行高速采样送入FPGA进行信号处理,将相邻两个τ内的信号相减作为误差控制信号。将得到的误差信号通过积分反馈控制环节形成阶梯波信号,其刚好抵消陀螺由于旋转引起的Sagnac相移。方波调制信号和反馈信号阶梯波叠加后均加到相位调制器铌酸锂（LiNbO3）。同时,为了消除电路参数随温度的漂移、铌酸锂半波电压变化带来的2π复位电压不精确,引入了第二闭环控制电路来调节2π复位电压。最终的输出结果由FPGA设计的UART实现与上位机的通信。测试结果表明：数字闭环采用的光纤陀螺的标度因数稳定性为163ppm,零偏为-4.552°/h,零偏不稳定性为0.03°/h,随机游走系数为0.00892°/（?）h。
二、伪随机调制在全数字闭环光纤陀螺中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、伪随机调制在全数字闭环光纤陀螺中的应用（论文提纲范文）
（1）干涉式光纤陀螺仪数字闭环测量系统误差分析及校正方法（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文内容与结构 |
| 2 全数字闭环光纤陀螺仪信号检测方案分析 |
| 2.1 数字闭环检测原理 |
| 2.2 控制环路分立模块分析及相应Z域模型 |
| 2.2.1 Y波导及保偏光纤环 |
| 2.2.2 光电探测器组件(PINFET) |
| 2.2.3 前端电路 |
| 2.2.4 FPGA数字逻辑电路 |
| 2.2.5 驱动电路 |
| 2.3 环路增益对系统收敛的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 环路增益误差分析及校正方法 |
| 3.1 环路增益误差分析 |
| 3.1.1 反馈增益误差分析 |
| 3.1.2 前向增益误差分析 |
| 3.2 环路增益误差校正方案 |
| 3.2.1 反馈增益校正方案 |
| 3.2.2 前向增益校正方案 |
| 3.3 实验结果展示 |
| 3.3.1 实验平台介绍 |
| 3.3.2 反馈增益控制模块测试 |
| 3.3.3 前向增益控制模块测试 |
| 3.3.4 环路增益控制与转速控制模块关联性测试 |
| 3.3.5 环路增益控制模块全温测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 低转速测量偏置误差分析及校正方法 |
| 4.1 低转速测量偏置误差成因猜想及仿真分析 |
| 4.1.1 低转速测量偏置误差介绍 |
| 4.1.2 低转速测量偏置误差成因猜想及仿真验证 |
| 4.2 低转速测量偏置误差理论分析 |
| 4.2.1 低转速测量死区宽度理论分析 |
| 4.2.2 低转速测量畸变区宽度理论分析 |
| 4.3 低转速测量偏置误差校正方案 |
| 4.3.1 伪随机调制解调 |
| 4.3.2 环路增益误差消除模块 |
| 4.3.3 随机游走误差消除模块 |
| 4.4 实验结果展示 |
| 4.4.1 标度因数非线性度测试 |
| 4.4.2 标度因数温度灵敏度测试 |
| 4.4.3 输出零偏标准差分析 |
| 4.4.4 输出零偏Allan方差分析 |
| 4.4.5 死区测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.总结和展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（2）干涉式光纤陀螺死区机理研究与抑制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 课题相关技术研究现状 |
| 1.2.1 国内外干涉式光纤陀螺发展现状 |
| 1.2.2 光纤陀螺死区研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 数字闭环IFOG基本原理 |
| 2.1 Sagnac效应 |
| 2.2 IFOG基本结构与方波调制(SWM) |
| 2.2.1 IFOG光路互易性结构 |
| 2.2.2 IFOG方波偏置调制(SWM) |
| 2.2.3 IFOG数字闭环结构 |
| 2.3 IFOG调制方式改进——四态波调制(FSM) |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 数字闭环IFOG死区机理分析 |
| 3.1 电子交叉耦合引起死区误差 |
| 3.1.1 电子交叉耦合路径分析及测量方法 |
| 3.1.2 电子交叉耦合引起死区原理分析与仿真 |
| 3.2 反馈回路器件非线性引起死区误差 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 数字闭环IFOG死区抑制方法研究 |
| 4.1 三角波抖动方法 |
| 4.2 优化调制电路板设计 |
| 4.3 六态波调制(SSM) |
| 4.4 其它方法 |
| 4.4.1 AD多点采样平滑 |
| 4.4.2 获取准确的渡越周期 |
| 4.4.3 随机过调制方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 死区测试与抑制方案验证 |
| 5.1 Allan方差原理及测试方法 |
| 5.2 死区测试方法 |
| 5.3 渡越周期与电路设计对死区影响试验验证 |
| 5.3.1 电路设计对死区影响 |
| 5.3.2 渡越周期对死区影响 |
| 5.4 不同调制方案Allan方差对比 |
| 5.5 不同调制方案的死区抑制效果对比 |
| 5.5.1 四态波调制(FSM) |
| 5.5.2 四态波(FSM)+三角波抖动 |
| 5.5.3 六态波调制(SSMB) |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）机载高精度光纤捷联惯导误差建模及组合滤波技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的与意义 |
| 1.2 发展现状及研究概述 |
| 1.2.1 陀螺技术发展及捷联惯性导航系统 |
| 1.2.2 多种辅助导航系统及组合滤波技术 |
| 1.3 论文主要研究内容与贡献 |
| 第二章 SINS及SINS/GPS组合导航系统原理 |
| 2.1 各种坐标系的定义 |
| 2.2 常用坐标系之间变换关系 |
| 2.3 SINS的基本框架 |
| 2.3.1 SINS姿态解算基本原理 |
| 2.3.2 SINS速度及位置解算 |
| 2.3.3 SINS基本框架 |
| 2.4 SINS/GNSS等多种组合导航系统 |
| 2.4.1 GNSS基本原理 |
| 2.4.2 SINS/GNSS组合导航系统 |
| 2.4.3 组合滤波技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光纤陀螺温度误差建模分析 |
| 3.1 光纤陀螺基本原理 |
| 3.1.1 Sagnac效应 |
| 3.1.2 光纤陀螺主要结构 |
| 3.1.3 光纤陀螺原理 |
| 3.1.4 闭环光纤陀螺的输出 |
| 3.2 光纤陀螺误差机理分析 |
| 3.2.1 光纤陀螺主要误差源分析 |
| 3.2.2 Allan方差分析 |
| 3.3 光纤陀螺温度误差分析 |
| 3.3.1 光纤陀螺温度效应机理 |
| 3.3.2 光纤陀螺温度实验及数据预处理 |
| 3.4 人工鱼群算法BP神经网络 |
| 3.4.1 人工鱼群算法 |
| 3.4.2 人工鱼群优化的BP神经网络 |
| 3.4.3 光纤陀螺温度处理及结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 光纤陀螺振动误差机理研究 |
| 4.1 闭环光纤陀螺振动特性分析 |
| 4.2 改进的LMD-KPCA算法 |
| 4.2.1 改进的LMD算法 |
| 4.2.2 核主成分分析方法 |
| 4.2.3 改进的LMD-KPCA算法 |
| 4.3 光纤陀螺振动实验及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光纤陀螺动态误差及误差辨识方法 |
| 5.1 不同采样方法下Allan方差 |
| 5.1.1 重叠采样下Allan方差 |
| 5.1.2 基于重叠采样的DAVAR分析方法 |
| 5.1.3 重叠DAVAR的快速算法 |
| 5.1.4 不同算法误差估计精度评估 |
| 5.2 基于不同采样Allan方差方法的仿真信号分析 |
| 5.3 光纤陀螺实验数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 高精度SINS误差分析及组合系统滤波方法 |
| 6.1 捷联惯性导航系统误差模型 |
| 6.1.1 惯性器件误差模型 |
| 6.1.2 惯性系统误差模型及Kalman滤波估计 |
| 6.1.3 基于人工神经网络的误差估计算法 |
| 6.2 惯性导航系统仿真实验 |
| 6.2.1 飞行载体轨迹设计 |
| 6.2.2 机载仿真实验分析 |
| 6.3 组合导航系统滤波技术研究 |
| 6.3.1 多普勒雷达辅助测速模型 |
| 6.3.2 动力学模型辅助导航 |
| 6.3.3 基于IMM-CKF的组合滤波方法 |
| 6.3.4 算法稳定性分析 |
| 6.4 仿真实验验证 |
| 6.4.1 车辆仿真实验 |
| 6.4.2 机载仿真实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 进一步工作的建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
（5）光纤陀螺动态特性测试方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤陀螺的国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤陀螺发展现状 |
| 1.2.2 光纤陀螺动态特性国内外研究现状 |
| 1.3 光纤陀螺的动态环境适应性研究现状 |
| 1.3.1 温度环境适应性研究现状 |
| 1.3.2 振动环境适应性研究现状 |
| 1.3.3 电磁环境适应性研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 干涉式光纤陀螺的基本原理及动态性能相关测试 |
| 2.1 干涉式光纤陀螺的工作原理 |
| 2.1.1 干涉式光纤陀螺的基本输出 |
| 2.1.2 光纤陀螺的相位调制解调和反馈技术 |
| 2.2 干涉式光纤陀螺的主要性能指标 |
| 2.3 数字闭环光纤陀螺的动态建模 |
| 2.3.1 光纤陀螺闭环控制系统各个环节的数学模型 |
| 2.3.2 光纤陀螺系统控制框图的建立 |
| 2.3.3 数字闭环传递函数的建立 |
| 2.3.4 不同输入下的陀螺模型仿真分析 |
| 2.4 光纤陀螺动态性能测试的基础理论分析 |
| 2.4.1 陀螺性能指标的相关测试 |
| 2.4.2 基于摇摆运动的动态特性测试理论分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光纤陀螺标度因数的测试与分析 |
| 3.1 光纤陀螺标度因数测试工具 |
| 3.1.1 实验设备 |
| 3.1.2 测试系统组件 |
| 3.2 光纤陀螺标度因数的测试方法分析一 |
| 3.2.1 角速率法测试标度因数的理论分析 |
| 3.2.2 角速率法测试标度因数的主要误差分析 |
| 3.3 光纤陀螺标度因数的测试方法分析二 |
| 3.3.1 角增量法测试标度因数的理论分析 |
| 3.3.2 角增量法测试标度因数的主要误差分析 |
| 3.3.3 两种测试方法的实验验证 |
| 3.4 光纤陀螺标度因数误差机理分析 |
| 3.4.1 光纤环变化的影响 |
| 3.4.2 光源平均波长变化的影响 |
| 3.4.3 调制通道增益变化的影响 |
| 3.5 标度因数温度误差算法补偿研究 |
| 3.5.1 标度因数误差建模与分析 |
| 3.5.2 实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于摇摆运动的动态特性测试与分析 |
| 4.1 基于频率法的动态条件下光纤陀螺性能测试方法 |
| 4.1.1 频率法动态特性测试原理 |
| 4.1.2 频率法动态特性测试步骤 |
| 4.1.3 频率法动态测试基准值的确定 |
| 4.2 光纤陀螺频率法动态测试误差的分析及测试结果 |
| 4.2.1 光纤陀螺摇摆运动的测试结果 |
| 4.2.2 分周期法评价陀螺动态性能 |
| 4.3 基于增量法的动态条件下光纤陀螺性能测试方法 |
| 4.3.1 增量法动态测试原理 |
| 4.3.2 增量法动态测试步骤 |
| 4.3.3 增量法动态测试结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 光纤陀螺动态测试结果分析与误差补偿 |
| 5.1 频率法测试的动态误差主要组成部分 |
| 5.2 基于DAVAR法的光纤陀螺动态测试结果分析 |
| 5.2.1 DAVAR法的引入及基本原理 |
| 5.2.2 光纤陀螺动态误差信号的DAVAR分析 |
| 5.3 光纤陀螺动态误差补偿算法 |
| 5.3.1 摇摆运动产生的动态误差机理分析 |
| 5.3.2 动态误差补偿算法 |
| 5.3.3 三轴速率方案 |
| 5.4 实验验证与结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于随机过调制的光纤陀螺死区抑制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 光纤陀螺的发展和研究现状 |
| 1.2.1 发展历史 |
| 1.2.2 国外研究状况与应用 |
| 1.2.3 国内研究状况与应用 |
| 1.3 光纤陀螺死区研究现状 |
| 1.4 课题的主要研究内容 |
| 第2章 光纤陀螺的基本原理 |
| 2.1 萨格奈克效应 |
| 2.2 光纤陀螺的分类 |
| 2.3 光纤陀螺的组成和信号检测 |
| 2.3.1 光纤陀螺的组成 |
| 2.3.2 闭环光纤陀螺的信号检测 |
| 2.4 光纤陀螺的调制 |
| 2.4.1 方波调制 |
| 2.4.2 四状态调制 |
| 2.4.3 双闭环反馈 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光纤陀螺的死区误差分析 |
| 3.1 死区现象 |
| 3.2 死区产生的因素 |
| 3.2.1 电子串扰引起的死区误差 |
| 3.2.2 反馈回路器件的非线性引起死区误差 |
| 3.2.3 2 π复位引起的死区误差 |
| 3.3 光纤陀螺死区抑制方法 |
| 3.3.1 确定的序列化调制 |
| 3.3.2 叠加周期方波信号法 |
| 3.3.3 随机相位跳变调制法 |
| 3.3.4 三角波抖动调制法 |
| 3.3.5 随机调制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光纤陀螺的死区测试 |
| 4.1 光纤陀螺阈值测试 |
| 4.1.1 阈值定义 |
| 4.1.2 阈值标准测试方法 |
| 4.2 阈值测试流程 |
| 4.2.1 阈值测试系统与坐标系 |
| 4.2.2 阈值测试中的寻北 |
| 4.3 阈值测试误差分析 |
| 4.3.1 零偏误差 |
| 4.3.2 安装误差 |
| 4.4 阈值测试结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 随机过调制的设计与实验 |
| 5.1 过调制技术 |
| 5.2 随机过调制方法 |
| 5.2.1 随机过调制序列选取原则 |
| 5.2.2 随机过调制的设计 |
| 5.3 随机过调制的系统实现 |
| 5.3.1 数字信号处理单元与顶层设计 |
| 5.3.2 伪随机模块的实现 |
| 5.3.3 随机过调制的调制过程 |
| 5.3.4 时序控制与实现 |
| 5.3.5 随机过调制的仿真 |
| 5.4 随机过调制的死区测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）光纤陀螺的死区抑制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 光纤陀螺的特点和分类 |
| 1.3 光纤陀螺的发展和国内外研究现状 |
| 1.3.1 发展历史 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 国内研究现状 |
| 1.4 光纤陀螺死区研究现状 |
| 1.5 课题主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 光纤陀螺的基本原理 |
| 2.1 Sagnac效应 |
| 2.1.1 真空中圆形光路的Sagnac效应 |
| 2.1.2 介质中的Sagnac效应 |
| 2.2 光纤陀螺光路的互易性结构 |
| 2.3 光纤陀螺仪的信号检测方法 |
| 2.3.1 数字相位阶梯波闭环检测方法 |
| 2.3.2 偏置调制和反馈方法 |
| 2.4 四态优化调制方法和双重反馈技术 |
| 2.4.1 四态优化调制方案 |
| 2.4.2 双重反馈技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光纤陀螺的死区误差 |
| 3.1 光纤陀螺死区 |
| 3.2 光纤陀螺死区产生原因 |
| 3.2.1 电子串扰引起的死区误差 |
| 3.2.2 反馈回路器件的非线性引起死区误差 |
| 3.3 光纤陀螺死区抑制方法 |
| 3.3.1 确定的序列化调制 |
| 3.3.2 叠加周期性方波信号 |
| 3.3.3 PCB优化及其随机共振方法 |
| 3.3.4 随机相位跳变调制法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光纤陀螺的死区测试方法研究 |
| 4.1 光纤陀螺阈值测试 |
| 4.1.1 阈值的定义 |
| 4.1.2 国军标规定的阈值测试方法 |
| 4.2 阈值测试坐标系及测试流程 |
| 4.2.1 光纤陀螺阈值测试系统 |
| 4.2.2 阈值测试坐标系 |
| 4.2.3 光纤陀螺阈值测试流程 |
| 4.3 光纤陀螺寻北 |
| 4.3.1 二位置寻北法 |
| 4.3.2 四位置寻北法 |
| 4.4 国军标阈值测试误差分析以及误差去除 |
| 4.4.1 零偏误差 |
| 4.4.2 安装误差 |
| 4.5 阈值测试结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 光纤陀螺的随机过调制死区抑制方法研究 |
| 5.1 光纤陀螺的过调制技术 |
| 5.2 随机调制理论 |
| 5.2.1 随机调制理论 |
| 5.2.2 随机调制解调序列和调制深度选择 |
| 5.3 随机过调制的实现 |
| 5.3.1 基于FPGA的信号处理单元 |
| 5.3.2 随机过调制的实现框图 |
| 5.3.3 伪随机模块的实现 |
| 5.3.4 随机调制波形的实现 |
| 5.3.5 数字信号处理单元的时钟控制 |
| 5.3.6 随机过调制的顶层设计与仿真 |
| 5.4 随机过调制的死区测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）光纤陀螺数字闭环控制性能测试研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 陀螺控制性能测试技术的发展现状 |
| 1.3 文章主要内容及其结构 |
| 第2章 光纤陀螺工作原理及系统模型建立 |
| 2.1 光纤陀螺仪的工作原理 |
| 2.1.1 Sagnac效应与光学互异性 |
| 2.1.2 相位偏置和闭环控制方案 |
| 2.2 系统传递函数建立及控制性能分析 |
| 2.2.1 光纤陀螺数字闭环系统模型 |
| 2.2.2 系统各部分功能及等效模型 |
| 2.2.3 光纤陀螺数字闭环传递函数模型 |
| 2.2.4 系统输出模型与控制性能分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 控制性能测试系统分析与设计 |
| 3.1 光纤陀螺控制性能测试方法分析 |
| 3.1.1 基于机械设备的测试系统 |
| 3.1.2 基于Faraday效应的测试系统 |
| 3.1.3 根据等效输入思想的测试系统 |
| 3.2 基于等效输入的测试系统分析 |
| 3.2.1 等效测试信号输入位置的分析 |
| 3.2.2 测试系统对测试信号的要求 |
| 3.3 等效测试信号发生器的设计 |
| 3.3.1 正弦测试信号发生器设计 |
| 3.3.2 阶跃测试信号生成器设计 |
| 3.3.3 斜坡测试信号生成器设计 |
| 3.3.4 测试信号使能模块设计 |
| 3.3.5 测试系统的整体设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光纤陀螺测试数据通信系统设计 |
| 4.1 测试数据通信方案分析 |
| 4.1.1 原光纤陀螺数据通信系统分析 |
| 4.1.2 改进的测试数据通信方案分析 |
| 4.2 光纤陀螺测试数据通信系统设计 |
| 4.2.1 向下抽样滤波输出模块设计 |
| 4.2.2 测试数据采集系统设计 |
| 4.2.3 测试数据接收软件设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 光纤陀螺控制性能测试 |
| 5.1 基于仿真分析的系统控制性能 |
| 5.2 使用控制性能测试系统的实际测试 |
| 5.2.1 输入阶跃信号的测试结果 |
| 5.2.2 输入斜坡信号的测试结果 |
| 5.2.3 输入正弦信号的测试结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）数字闭环光纤陀螺误差分析及其补偿技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 光纤陀螺的发展现状 |
| 1.2.1 国外光纤陀螺研究现状 |
| 1.2.2 国内光纤陀螺研究现状 |
| 1.3 光纤陀螺的的关键技术 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 光纤陀螺的基本原理 |
| 2.1 光纤陀螺基本原理 |
| 2.1.1 真空中的Sagnac效应 |
| 2.1.2 介质中的Sagnac效应 |
| 2.1.3 Sagnac相移的检测 |
| 2.2 干涉型数字闭环光纤陀螺工作原理 |
| 2.2.1 数字闭环光纤陀螺的基本组成 |
| 2.2.2 相位调制与解调 |
| 2.2.3 数字闭环光纤陀螺传递函数 |
| 2.3 影响光纤陀螺精度的主要误差源 |
| 2.3.1 偏振效应 |
| 2.3.2 光纤陀螺的背向反射和背向散射 |
| 2.3.3 光学克尔效应 |
| 2.3.4 温度漂移 |
| 2.3.5 光源强度噪声 |
| 2.3.6 本征频率与半波电压误差 |
| 2.4 光纤陀螺的基本测量极限 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光纤陀螺误差分析方法 |
| 3.1 光纤陀螺噪声分析方法 |
| 3.2 ALLAN方差 |
| 3.2.1 Allan方差基本原理 |
| 3.2.2 光纤陀螺噪声分析 |
| 3.3 #1理论方差估计 |
| 3.3.1 #1理论方差的基本原理 |
| 3.3.2 #1理论方差的偏差函数与等效自由度 |
| 3.3.3 基于#1理论方差的光纤陀螺随机误差分析方法 |
| 3.3.4 #1理论方差的无偏估计 |
| 3.4 混合理论方差 |
| 3.4.1 混合理论方差的基本原理 |
| 3.4.2 基于混合理论方差的光纤陀螺随机误差分析方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 光源强度噪声分析与抑制 |
| 4.1 光源强度噪声 |
| 4.2 光源强度噪声对光纤陀螺的影响 |
| 4.2.1 光源强度噪声对随机游走系数的影响 |
| 4.2.2 光源强度噪声对信噪比的影响 |
| 4.2.3 光源偏振度对光源强度噪声的影响 |
| 4.3 光源强度噪声抑制方法 |
| 4.3.1 数字电路相减法 |
| 4.3.2 模拟电路相减法 |
| 4.3.3 光强外调制法 |
| 4.4 利用消偏器抑制光源强度噪声 |
| 4.4.1 Lyot消偏器原理 |
| 4.4.2 光纤长度L_1,L_2对消偏器性能的影响 |
| 4.4.3 Lyot消偏器抑制光源强度噪声 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 光纤陀螺本征频率和半波电压误差分析 |
| 5.1 调制方波与本征频率对光纤陀螺的影响 |
| 5.1.1 单边四态方波调制 |
| 5.1.2 对称四态方波调制 |
| 5.2 本征频率测量方法 |
| 5.2.1 基于对称方波调制的本征频率测量方法 |
| 5.2.2 基于不对称方波调制的本征频率测量方法 |
| 5.2.3 基于2倍本征频率调制的测量方法 |
| 5.2.4 基于四倍本征频率的测试方法 |
| 5.3 半波电压误差分析 |
| 5.3.1 半波电压基本概念 |
| 5.3.2 半波电压误差对光纤陀螺精度的影响 |
| 5.4 半波电压的测量方法 |
| 5.4.1 Sagnac干涉仪法 |
| 5.4.2 开环搜索法 |
| 5.4.3 基于四态方波的半波电压测量方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 光纤陀螺温度误差分析补偿 |
| 6.1 光纤陀螺主要光学器件受温度的影响 |
| 6.2 光纤陀螺输出温度特性 |
| 6.2.1 常温状态下陀螺输出 |
| 6.2.2 变温状态下陀螺输出 |
| 6.3 陀螺温度误差模型 |
| 6.3.1 基于多项式拟合的陀螺温度误差模型 |
| 6.3.2 基于多项式模型的温度漂移补偿 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）干涉式光纤陀螺信号处理电路的设计与实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 干涉式光纤陀螺的发展 |
| 1.3 本论文的意义及主要工作 |
| 2 干涉式光纤陀螺系统分析 |
| 2.1 干涉式光纤陀螺基本原理 |
| 2.2 干涉式光纤陀螺结构及组成部件 |
| 2.2.1 干涉式光纤陀螺光学部分结构 |
| 2.2.2 SLD光源 |
| 2.2.3 分束器 |
| 2.2.4 光纤偏振器 |
| 2.2.5 光电探测器 |
| 2.2.6 相位调制器 |
| 2.2.7 光纤环 |
| 2.3 光纤陀螺误差机理及分析 |
| 2.3.1 零偏稳定性 |
| 2.3.1.1 Shupe效应 |
| 2.3.1.2 偏振误差 |
| 2.3.2 随机游走噪声 |
| 2.3.3 标度因数稳定性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 开环光纤陀螺检测方案及电路实现 |
| 3.1 开环光纤陀螺系统框架 |
| 3.2 开环光纤陀螺调制方案介绍 |
| 3.2.1 开环光纤陀螺的输出信号 |
| 3.2.2 开环光纤陀螺调制方案 |
| 3.3 开环光纤陀螺信号处理原理 |
| 3.3.1 相敏检测技术 |
| 3.3.2 开环光纤陀螺信号解调原理 |
| 3.4 开环光纤陀螺信号电路设计 |
| 3.4.1 模拟开环解调电路结构框图 |
| 3.4.2 前置放大电路 |
| 3.4.3 带通滤波器电路 |
| 3.4.4 解调电路 |
| 3.4.5 移相电路 |
| 3.5 开环光纤陀螺系统信号分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 数字闭环光纤陀螺检测方案及电路实现 |
| 4.1 闭环光纤陀螺系统结构 |
| 4.2 闭环光纤陀螺调制方案 |
| 4.3 闭环光纤陀螺信号检测原理 |
| 4.4 全数字闭环光纤陀螺系统分析 |
| 4.4.1 全数字闭环光纤陀螺整体结构框架 |
| 4.4.2 全数字闭环光纤陀螺信号分析 |
| 4.4.3 2π电压自动校准电路的分析与设计 |
| 4.4.4 闭环光纤陀螺死区分析及克服死区方法 |
| 4.5 全数字闭环光纤陀螺电路设计 |
| 4.5.1 前置放大器电路设计 |
| 4.5.2 AD转换电路分析 |
| 4.5.3 反馈通道电路分析 |
| 4.5.4 数字逻辑电路分析与设计 |
| 4.5.4.1 闭环控制电路设计 |
| 4.5.4.2 异步串行通信发送机模块设计 |
| 4.5.5 串行DA转换电路设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 实验结果与分析 |
| 5.1 开环光纤陀螺实验结果 |
| 5.1.1 开环光纤陀螺输出信号测试 |
| 5.1.2 开环光纤陀螺测试结果 |
| 5.2 全数字闭环光纤陀螺实验结果 |
| 5.2.1 全数字闭环光纤陀螺输出信号测试 |
| 5.2.2 2π复位闭环控制回路测试 |
| 5.2.3 全数字闭环光纤陀螺测试结果 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及硕士期间发表论文和获奖情况 |
四、伪随机调制在全数字闭环光纤陀螺中的应用（论文参考文献）
- [1]干涉式光纤陀螺仪数字闭环测量系统误差分析及校正方法[D]. 冼拓华. 浙江大学, 2020(02)
- [2]干涉式光纤陀螺死区机理研究与抑制[D]. 霍海涛. 哈尔滨工程大学, 2019(09)
- [3]机载高精度光纤捷联惯导误差建模及组合滤波技术研究[D]. 宋锐. 东南大学, 2018(05)
- [4]基于增益自补偿的光纤陀螺瞬态噪声抑制方法[J]. 吴军伟,缪玲娟,沈军,李福胜. 中国惯性技术学报, 2018(03)
- [5]光纤陀螺动态特性测试方法研究[D]. 刘华兵. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [6]基于随机过调制的光纤陀螺死区抑制研究[D]. 张骞. 哈尔滨工程大学, 2017(06)
- [7]光纤陀螺的死区抑制方法研究[D]. 孙丰钊. 哈尔滨工程大学, 2017(06)
- [8]光纤陀螺数字闭环控制性能测试研究[D]. 刘若廷. 哈尔滨工程大学, 2016(03)
- [9]数字闭环光纤陀螺误差分析及其补偿技术[D]. 王曦. 哈尔滨工程大学, 2014(12)
- [10]干涉式光纤陀螺信号处理电路的设计与实现[D]. 阮晔锋. 浙江大学, 2012(08)