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光纤陀螺温度漂移建模与补偿
作 者: 张艳霞
导 师: 邓正隆
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 控制科学与工程
关键词: 光纤陀螺 温度漂移 相关性分析 模型辨识 最小二乘
分类号: V241.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要
光纤陀螺(FOG)是一种新型的角速率传感器,具有启动速度快、动态范围宽、体积小、重量轻等优点,自问世以来在越来越多的场合中应用。随着研究的不断深入,对光纤陀螺的精度要求也随之提高。但是光纤陀螺的核心部件对温度较为敏感,温度已成为光纤陀螺迈向工程化所面临的难题之一。本论文通过建立光纤陀螺的漂移多项式来补偿温度漂移。文中通过实测中等精度陀螺数据,研究了影响陀螺漂移的各温度因素,对绝对温度,温度梯度和温度变化率,进行了定性、定量分析,突出了温度变化率和温度二次变化率对陀螺漂移的重要影响,进而推导出通用的温度漂移模型。该模型具有统一的模型结构,基于分段补偿思想,运用温度变化率和温度二次变化率作为分段的依据,把陀螺的输出分为几个阶段,分别利用最小二乘法辨识出模型系数。陀螺的试验温度范围在-40℃~+60℃之间。最后用得到的模型补偿新测数据,补偿后陀螺的精度可达到0.1°/h,提高了50%,验证了模型的可行性和有效性。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 第1章 绪论 8-13 1.1 课题来源及其研究的目的和意义 8-9 1.2 光纤陀螺的国内外动态和发展趋势 9-11 1.2.1 国外研究现状 9-11 1.2.2 国内发展概况 11 1.3 论文主要内容 11-13 第2章 光纤陀螺的工作原理及温度误差特性 13-24 2.1 引言 13 2.2 光纤陀螺原理 13-15 2.3 影响光纤陀螺仪精度的主要因素 15-17 2.4 各个光学器件的温度特性 17-21 2.4.1 光源 17-18 2.4.2 光纤环 18-20 2.4.3 相位调制器的温度效应 20 2.4.4 光电探测器受温度的影响 20-21 2.5 光纤陀螺温度漂移的抑制方法 21-22 2.6 本章小结 22-24 第3章 光纤陀螺温度试验与数据相关性分析 24-42 3.1 引言 24 3.2 光纤陀螺温度试验内容及方法 24-25 3.3 光纤陀螺温度试验 25-30 3.3.1 水泥台上的室温试验 25-26 3.3.2 温箱中的恒定温度点试验 26-29 3.3.3 变温试验 29-30 3.4 相关性分析 30-31 3.5 恒温情况下温度因素与陀螺输出相关性分析 31-38 3.5.1 启动阶段温度因素相关性分析 31-35 3.5.2 热平衡阶段温度因素相关性分析 35-38 3.6 变温环境下温度因素相关性分析 38-41 3.7 本章小结 41-42 第4章 恒温数据建模及补偿 42-49 4.1 引言 42 4.2 光纤陀螺建模分析 42-43 4.3 光纤陀螺模型系数辨识 43-44 4.4 恒温数据多项式建模 44-48 4.5 恒温建模补偿结果统计分析 48 4.6 本章小结 48-49 第5章 变温数据建模及补偿 49-59 5.1 变温模型 49-52 5.1.1 保温阶段 49-50 5.1.2 升温阶段 50-51 5.1.3 降温阶段 51-52 5.2 变温模型补偿 52 5.3 模型验证 52-58 5.4 本章小结 58-59 结论 59-60 参考文献 60-63 附录 63-66 致谢 66
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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 航空仪表、航空设备 > 陀螺仪表
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