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基于激光差动共焦技术的后顶焦度测量系统 被引量:4
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作者 李飞 李林 +1 位作者 洪宝玉 赵维谦 《计量学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期129-132,共4页
为满足后顶焦度高精度测量需求,提出了一种基于激光差动共焦技术的后顶焦度测量方法,研制了一套测量系统。该系统将激光差动共焦技术的精密定焦性能应用于后顶焦度测量,显著地提高了定焦定位能力,利用干涉测长技术测量相应偏离距离... 为满足后顶焦度高精度测量需求,提出了一种基于激光差动共焦技术的后顶焦度测量方法,研制了一套测量系统。该系统将激光差动共焦技术的精密定焦性能应用于后顶焦度测量,显著地提高了定焦定位能力,利用干涉测长技术测量相应偏离距离,最终实现后顶焦度的精密测量。分析了测量装置的设计思路和测量精度的影响因素。理论分析和实验结果表明,该系统测量精度可达0.03m^-1。 展开更多
关键词 计量学 激光差动共焦定焦 后顶焦度 定焦误差 校准
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基于扫描激光差动技术的圆度误差检测 被引量:1
2
作者 刘珊 刘莉 +1 位作者 刘强 赵保亚 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期369-373,共5页
为了提高回转体圆度误差测量精度,基于差动技术,并利用小波变换过滤算法及圆度误差最小二乘法模型,提出一种基于扫描激光差动技术的圆度误差检测系统。采用分光镜分束的方法,形成两束光强调制信号,从原理上消除偏心误差的影响。通过对... 为了提高回转体圆度误差测量精度,基于差动技术,并利用小波变换过滤算法及圆度误差最小二乘法模型,提出一种基于扫描激光差动技术的圆度误差检测系统。采用分光镜分束的方法,形成两束光强调制信号,从原理上消除偏心误差的影响。通过对一标定零件进行圆度误差测量实验,设定不同的实验条件,偏心量分别为2~4 mm,5~7 mm、8~9 mm,所测得圆度误差值相差不超过0.62μm。表明测量系统可以有效消除偏心误差,完成对回转体零件圆度误差的检测。解决了目前圆度误差检测中回转轴偏心量误差消除难度大、测量效率低等问题,为高精度检测提供了一种新思路。 展开更多
关键词 激光差动 圆度误差 偏心量 小波变换算法
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四频差动激光陀螺模式损耗导致的零偏 被引量:6
3
作者 汪之国 龙兴武 +1 位作者 王飞 黄云 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期315-321,共7页
为了进一步提高四频差动激光陀螺(DILAG)的精度,对其模式损耗导致的零偏进行了理论和实验研究。考虑气体增益介质的色散效应对环形空腔频率的修正,推导了DILAG零偏与磁场强度、氖双同位素配比、模式损耗、腔长等参量在不同工作方式下的... 为了进一步提高四频差动激光陀螺(DILAG)的精度,对其模式损耗导致的零偏进行了理论和实验研究。考虑气体增益介质的色散效应对环形空腔频率的修正,推导了DILAG零偏与磁场强度、氖双同位素配比、模式损耗、腔长等参量在不同工作方式下的关系式。采用腔长调谐、施加磁场、改变工作方式等方法进行了实验研究。研究结果给出了DILAG模式损耗导致的零偏的特性:通过在增益介质上施加合适的磁场可以使零偏对平均损耗和偏振差分损耗变化不敏感,但无法通过外部电子装置消除零偏对方向差损和磁圆二向色性差损的敏感性,因而只能尽量减小这两种差损的变化以减小零漂。该研究为进一步提高DILAG精度提供了参考。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 损耗 零偏
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基于多周期测量的四频差动激光陀螺高精度信号解调 被引量:6
4
作者 李廷志 罗兵 +1 位作者 易康 吴文启 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第4期66-69,共4页
分析了四频差动激光陀螺信号的解调原理,针对采用频率测量计数解调方法存在脉冲量化造成的角速度测量分辨率低的问题,改用多周期测量来代替频率测量,大大提高了四频差动激光陀螺信号的解调精度。通过数字滤波器滤波处理,可以减少随机噪... 分析了四频差动激光陀螺信号的解调原理,针对采用频率测量计数解调方法存在脉冲量化造成的角速度测量分辨率低的问题,改用多周期测量来代替频率测量,大大提高了四频差动激光陀螺信号的解调精度。通过数字滤波器滤波处理,可以减少随机噪声干扰,进一步提高精度。为满足实时性要求,该方法采用FPGA来实现。实验表明,此方法提高了四频差动激光陀螺角速度测量分辨率,为快速高精度方位自对准奠定了基础。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 周期测量 数字滤波器 FPGA
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四频差动激光陀螺的热效应浅述与其温度分布的测试 被引量:7
5
作者 袁杰 黄云 蒋安国 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期46-46,48,共2页
本文简要分析了四频差动激光陀螺开机后热场的变化对零漂的影响 (即陀螺的热效应 ) ,提出了一些克服热效应的方法 ,并测量了陀螺热场。
关键词 四频差动激光陀螺 热效应 温度场
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四频差动激光陀螺的零漂敏感性 被引量:5
6
作者 汪之国 龙兴武 王飞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期1758-1762,共5页
腔长、磁场、增益、腔损等因素的变化是四频差动激光陀螺零漂的重要来源,为了提高陀螺精度,研究了零漂随这些因素的变化关系。首先固定谐振腔周长、互易偏频、法拉第偏频、腔损、峰值增益、多普勒加宽、气压、氖同位素比例,利用自洽方... 腔长、磁场、增益、腔损等因素的变化是四频差动激光陀螺零漂的重要来源,为了提高陀螺精度,研究了零漂随这些因素的变化关系。首先固定谐振腔周长、互易偏频、法拉第偏频、腔损、峰值增益、多普勒加宽、气压、氖同位素比例,利用自洽方程组仿真了零漂随失谐频率和磁场的变化规律。然后分别改变谐振腔周长等8个参量,对零漂随失谐频率和磁场的变化规律进行了数值仿真。最后,对仿真结果进行了实验验证。结果表明:在最佳失谐频率下和/或最佳磁场下零漂为零,而且对不同谐振腔参量和增益气体参量的陀螺均有此规律。因此,通过控制陀螺的工作点能够消除磁场变化导致的零漂,通过外加磁场能够消除腔长变动导致的零漂,采取这两种控制之一即可消除偏频、腔损、增益、气压变化导致的零漂。 展开更多
关键词 零漂 四频差动激光陀螺 自洽方程组 仿真
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航空复合材料内部缺陷差动式激光红外热成像检测 被引量:10
7
作者 王强 胡秋平 +4 位作者 邱金星 裴翠祥 刘铭 李欣屹 周洪斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期117-123,共7页
航空复合材料内部缺陷的存在严重威胁着飞行安全。以航空碳纤维复合材料层合板为检测对象,利用激光作为红外热成像检测技术的热激励源,充分利用激光的远距离精准加热、高功率密度等优点,实现对复合材料内部分层缺陷的定位检测。利用激... 航空复合材料内部缺陷的存在严重威胁着飞行安全。以航空碳纤维复合材料层合板为检测对象,利用激光作为红外热成像检测技术的热激励源,充分利用激光的远距离精准加热、高功率密度等优点,实现对复合材料内部分层缺陷的定位检测。利用激光红外热成像技术对缺陷试件和参考试件进行多次差动检测,并且依据试件与热像仪的空间位置关系,选择温差最大时刻计算内部分层缺陷的直径。实验结果表明:激光红外热成像技术可有效检测航空碳纤维复合材料内部分层缺陷。同时,首次使用的差动式激光红外方法可有效消除激光能量分布不均对检测结果带来的影响,使缺陷成像结果更清晰。 展开更多
关键词 差动激光红外热图像 航空复合材料 定位检测 内部缺陷
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四频差动激光陀螺随机误差建模与滤波研究 被引量:3
8
作者 杨鸿波 臧强 +2 位作者 高晶敏 关新 陈守磊 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第4期558-560,564,共4页
根据四频差动激光陀螺随机误差的特性,对实验采集的某型四频差动激光陀螺的静态输出数据,使用p阶自回归q阶滑动平均模型(ARMA(p,q))进行分析,并采用BIC准则确定模型的阶数。基于建立的ARMA(p,q)模型,使用卡尔曼滤波对四频差动激光陀螺... 根据四频差动激光陀螺随机误差的特性,对实验采集的某型四频差动激光陀螺的静态输出数据,使用p阶自回归q阶滑动平均模型(ARMA(p,q))进行分析,并采用BIC准则确定模型的阶数。基于建立的ARMA(p,q)模型,使用卡尔曼滤波对四频差动激光陀螺的静态输出数据进行滤波处理,检验结果表明,该方法能明显减小四频差动激光陀螺的随机误差。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 随机误差 BIC准则 卡尔曼滤波 ALLAN方差
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温度对四频差动激光陀螺零偏的影响机理 被引量:2
9
作者 肖光宗 张斌 +1 位作者 龙兴武 赵洪常 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第4期481-484,共4页
讨论了四频差动激光陀螺温变零偏的产生机理,分析了四频差动激光陀螺工作时的热源及其对陀螺在不同工作阶段的影响,实验证明了温度变化时和频和差频的强烈相关性;通过实验分析了陀螺各部分温度变化对和频和零偏的影响,研究了水晶片在温... 讨论了四频差动激光陀螺温变零偏的产生机理,分析了四频差动激光陀螺工作时的热源及其对陀螺在不同工作阶段的影响,实验证明了温度变化时和频和差频的强烈相关性;通过实验分析了陀螺各部分温度变化对和频和零偏的影响,研究了水晶片在温度变化时的物理性质变化,并定量计算了由其产生的广义法拉第偏频、顺逆时针偏振光差损和左右旋偏振光差损的变化对温变零偏的影响大小,结果表明:顺逆时针偏振光差损和左右旋偏振光差损对和频、差频的不同作用机理使得和频与差频的相关性变差,导致采用以和频为基准对陀螺差频进行补偿的方法具有一定的局限性,从而提出了提高以和频为基准的温补精度的措施。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 零偏 温度补偿 水晶
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四频差动激光陀螺腔长敏感性的研究 被引量:3
10
作者 王飞 汪之国 龙兴武 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期3097-3101,共5页
为了改善四频差动激光陀螺的性能,研究了腔长敏感性随温度和工作电流变化的规律。利用气体激光器模牵引效应的经典公式,推导了四频差动激光陀螺腔长敏感性的表达式。通过扫模实验研究了腔长敏感性与温度、放电电流的关系。实验结果表明... 为了改善四频差动激光陀螺的性能,研究了腔长敏感性随温度和工作电流变化的规律。利用气体激光器模牵引效应的经典公式,推导了四频差动激光陀螺腔长敏感性的表达式。通过扫模实验研究了腔长敏感性与温度、放电电流的关系。实验结果表明:温度越高,腔长敏感性越小;放电电流越小,腔长敏感性越小。因此采取较小的放电电流可降低四频差动激光陀螺的腔长敏感性,降低稳频误差的影响。 展开更多
关键词 环形激光 模牵引效应 四频差动激光陀螺 零偏
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载体振动对差动激光多普勒测速仪的影响 被引量:3
11
作者 周健 龙兴武 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期325-328,共4页
为了减小载体振动对传统差动激光多普勒测速仪(LDV)测速精度的影响,提出了Janus配置的差动LDV,并对其速度测量的相对误差进行了理论分析与数值仿真。结果表明:Janus配置技术可以近似反演出载体上下振动时的俯仰角,并对速度进行补偿;载... 为了减小载体振动对传统差动激光多普勒测速仪(LDV)测速精度的影响,提出了Janus配置的差动LDV,并对其速度测量的相对误差进行了理论分析与数值仿真。结果表明:Janus配置技术可以近似反演出载体上下振动时的俯仰角,并对速度进行补偿;载体上下振动对传统差动LDV的测量精度有较大影响,而对Janus配置的差动LDV的影响较小;在Janus配置的差动LDV中,当存在俯仰角且大小一定时,随着载体上下起伏速度与运行速度比值增大,速度测量的相对误差增大;当载体上下起伏速度与运行速度的比值为0.01,俯仰角小于10°时,Janus配置的差动LDV的速度测量的相对误差小于0.2%。 展开更多
关键词 光学测量 差动激光多普勒 Janus配置 车载自主惯性导航
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差分损耗对四频差动激光陀螺零漂的影响 被引量:1
12
作者 汪之国 龙兴武 王飞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期823-827,共5页
为了减小差分损耗对四频差动激光陀螺性能的影响,根据气体激光的半经典理论,采用数值仿真的方法,对差分损耗所导致的零漂进行了理论分析。四频差动激光陀螺中4个模式由于偏振态、运行方向的不同而具有不同的单程损耗。激发模的光强和频... 为了减小差分损耗对四频差动激光陀螺性能的影响,根据气体激光的半经典理论,采用数值仿真的方法,对差分损耗所导致的零漂进行了理论分析。四频差动激光陀螺中4个模式由于偏振态、运行方向的不同而具有不同的单程损耗。激发模的光强和频率与单程损耗有关,差损的影响如不能在差频中抵消就导致零漂。计算了失谐频率、磁场、腔长、互易偏频、法拉第偏频、多普勒加宽和气压对3种差损系数的影响,讨论了气压和气比对差损系数的影响。结果表明,偏振差损的影响可以通过施加磁场消除,而方向和磁圆二向色性差损无法通过改变磁场和失谐频率消除;改变气压和氖同位素比例可以改变各差损系数,除了减小差损本身外,优化增益气体对减小差损零漂也有一定的作用。 展开更多
关键词 激光技术 四频差动激光陀螺 自洽方程组 零漂 差分损耗
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四频差动激光陀螺小抖动稳频工作模式判别技术研究 被引量:1
13
作者 杨建强 张庆华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期141-144,共4页
为避免传统光强差稳频方式的缺陷,提出了四频差动激光陀螺小抖动稳频方法。从四频陀螺工作原理出发,分析了小抖动稳频的可行性,其中工作模式判别问题是技术难点。提出三种解决方法:改变左右旋模频率间隔、光强差稳频方式的扫模电路结合... 为避免传统光强差稳频方式的缺陷,提出了四频差动激光陀螺小抖动稳频方法。从四频陀螺工作原理出发,分析了小抖动稳频的可行性,其中工作模式判别问题是技术难点。提出三种解决方法:改变左右旋模频率间隔、光强差稳频方式的扫模电路结合、根据陀螺零漂数据来判别,为进一步研究提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 四频差动激光陀螺 小抖动稳频 工作模式
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四频差动激光陀螺减小磁效应的新方法
14
作者 杨建强 廖丹 朱勇 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期535-541,共7页
四频差动激光陀螺的磁效应是制约其精度提高的重要误差源之一。从四频陀螺工作原理出发,分析其物理机制,提出一种减小磁效应的新方法。基于光强差稳频思想,通过改变稳频判定标准,选择最佳稳频点;同时采取针对性措施,确保陀螺相关参量特... 四频差动激光陀螺的磁效应是制约其精度提高的重要误差源之一。从四频陀螺工作原理出发,分析其物理机制,提出一种减小磁效应的新方法。基于光强差稳频思想,通过改变稳频判定标准,选择最佳稳频点;同时采取针对性措施,确保陀螺相关参量特别是总光强的稳定性。实验结果验证了此方法的有效性,对研究者有一定参考意义。 展开更多
关键词 激光技术 四频差动激光陀螺 磁效应 光强差稳频 稳频点
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基于四频差动激光陀螺/星敏感器的卫星定姿算法 被引量:3
15
作者 臧强 高晶敏 +2 位作者 杨鸿波 关新 陈守磊 《电光与控制》 北大核心 2016年第3期87-91,99,共6页
为了得到更高分辨率的对地观测图像,就得获得比现阶段更高精度的卫星姿态,因此必须解决卫星高频抖动的测量与处理问题。四频差动激光陀螺具有测量卫星高频抖动和低频抖动的全频带测量能力。结合星敏感器测量精度高的优点,提出了四频差... 为了得到更高分辨率的对地观测图像,就得获得比现阶段更高精度的卫星姿态,因此必须解决卫星高频抖动的测量与处理问题。四频差动激光陀螺具有测量卫星高频抖动和低频抖动的全频带测量能力。结合星敏感器测量精度高的优点,提出了四频差动激光陀螺与星敏感器的联合定姿方案。推导了联合定姿方案中的卡尔曼滤波模型,并使用该模型,对四频差动激光陀螺和星敏感器测量的数据进行融合滤波。仿真结果表明,该联合定姿方案实现了宽频带的卫星微振动测量,从而能获得更高精度的卫星姿态。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 星敏感器 卫星姿态 高频抖动 卡尔曼滤波
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热传递对异面腔四频差动激光陀螺温度漂移补偿的影响 被引量:3
16
作者 赵洪常 汪之国 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期105-111,共7页
为了减小四频激光陀螺零漂的温度敏感性,对数学补偿模型和安装结构热设计进行了研究。通过高低温实验研究了四频激光陀螺零漂与温度的关系。第一次采用普通铜支架将四频激光陀螺固定在屏蔽盒内,由于两放电支路的温度变化不对称,温度变... 为了减小四频激光陀螺零漂的温度敏感性,对数学补偿模型和安装结构热设计进行了研究。通过高低温实验研究了四频激光陀螺零漂与温度的关系。第一次采用普通铜支架将四频激光陀螺固定在屏蔽盒内,由于两放电支路的温度变化不对称,温度变化率是数学补偿模型的显著项。第二次设计了专用铜支架,使两放电支路的温度对称地变化,因而温度变化率在数学补偿模型中的重要性大大降低。改进支架之后,补偿后的零漂残差从0.018 Hz降低到0.01 Hz,即便采用温度多项式补偿模型也能达到0.012 Hz。这些结果表明:在设计四频激光陀螺系统时,安装结构热设计能够提高数学模型补偿的效果,温度补偿是提高四频激光陀螺的精度的有效方法,在-40~60°C温度范围内补偿后的百秒标准差达到0.013/((°)·h)。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 零漂 温度敏感性 温度补偿 热传递
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四频差动激光陀螺三种误差模型对寻北精度的影响
17
作者 郭永刚 吴文启 +1 位作者 杨壮志 张岩 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第5期65-69,共5页
分析了四频差动激光陀螺漂移信号的特性,将陀螺输出的漂移误差信号分为常值漂移误差和随时间变化的一次项、二次项漂移误差,并据此建立陀螺漂移误差模型,分别对陀螺漂移进行零次拟合、一次拟合及二次拟合。针对这些模型结合寻北推导了... 分析了四频差动激光陀螺漂移信号的特性,将陀螺输出的漂移误差信号分为常值漂移误差和随时间变化的一次项、二次项漂移误差,并据此建立陀螺漂移误差模型,分别对陀螺漂移进行零次拟合、一次拟合及二次拟合。针对这些模型结合寻北推导了误差的补偿算法,并通过寻北实验精度比较,验证了不同误差模型的补偿效果。实验结果表明,就本文实验所用陀螺,含二次项误差的模型寻北精度较高,使寻北精度从零次拟合模型的1密位降低到0.5密位。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 寻北 二次拟合 误差模型
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四频差动激光陀螺中水晶片在应力作用下的光学性质
18
作者 樊烨 肖光宗 张斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期1198-1203,共6页
建立了四频差动激光陀螺水晶片弹光效应和旋光性交互作用的理论模型,并指出了该模型的求解方法和步骤。首先,计算在应力作用下新旧主轴坐标系的变换矩阵以及在新主轴坐标系中水晶片的逆介电张量和旋光张量,然后计算实验室坐标系与新主... 建立了四频差动激光陀螺水晶片弹光效应和旋光性交互作用的理论模型,并指出了该模型的求解方法和步骤。首先,计算在应力作用下新旧主轴坐标系的变换矩阵以及在新主轴坐标系中水晶片的逆介电张量和旋光张量,然后计算实验室坐标系与新主轴坐标系之间的变换矩阵,求出实验室坐标系下水晶片的逆介电张量和旋光张量,根据水晶片的简正模方程和物质方程就可以求出其应力作用下沿波矢方向的简正模和相应的折射率。通过数值实例计算了四频差动激光陀螺中波矢与主轴不同位置关系时水晶片在波矢方向简正模椭圆度和相应折射率随应力的变化,对分析四频差动陀螺温变零漂的产生机理和水晶片的安装具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 水晶片 旋光性 弹光效应
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四频差动激光陀螺 被引量:2
19
《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1997年第2期54-54,共1页
四频差动激光陀螺国防科技大学二系二O八室研制并小批量生产的四频差动激光陀螺原理先进,抗恶劣环境能力强,动态范围大,是捷联惯导系统的理想部件。目前能提供应用的陀螺主要技术指标如下:·零偏稳定性0.1°/h·... 四频差动激光陀螺国防科技大学二系二O八室研制并小批量生产的四频差动激光陀螺原理先进,抗恶劣环境能力强,动态范围大,是捷联惯导系统的理想部件。目前能提供应用的陀螺主要技术指标如下:·零偏稳定性0.1°/h·随机游走0.005°/h1/2·动态范围0.0... 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 动态范围 微弱信号检测 超光滑表面 平均无故障时间 随机振动 超硬脆材料 零偏稳定性 温度灵敏性 相关技术研究
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四频差动激光陀螺自适应腔长控制方法
20
作者 刘梦泽 马冲泽 +2 位作者 吴长进 王铭灏 王辉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期525-530,共6页
相较于传统的小抖动腔长控制,自适应腔长控制方法实现了四频差动激光陀螺理想工作点的自动跟踪功能。所提方法在小抖动腔长控制的基础上,通过对光强调制信号的基波和二次谐波进行解调,增加了光强增益控制环路和调制控制环路。通过改进... 相较于传统的小抖动腔长控制,自适应腔长控制方法实现了四频差动激光陀螺理想工作点的自动跟踪功能。所提方法在小抖动腔长控制的基础上,通过对光强调制信号的基波和二次谐波进行解调,增加了光强增益控制环路和调制控制环路。通过改进硬件电路和控制算法将增益、调制和腔长3个控制环路紧密耦合在一起,实现四频差动激光陀螺自适应腔长控制系统,从而达到四频差动激光陀螺理想工作点自动跟踪功能。实验结果表明,自适应腔长控制能够消除外界环境、光强、电子元件参数等变化对四频差动激光陀螺工作点的影响,使得四频差动激光陀螺工作在理想工作点上,提升陀螺变温零偏稳定性51%和减小变温零偏最大变化44%。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 自适应腔长控制 理想工作点 小抖动腔长控制
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