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激光陀螺抖动偏频优化研究 被引量:7
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作者 陈林峰 严吉中 +4 位作者 韩宗虎 陈勇 吉翠萍 雷建军 赵小宁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1387-1390,共4页
基于频率调制理论,分析、仿真计算了正弦抖动偏频和优化后的正弦抖动偏频条件下,激光陀螺输入-输出曲线的特点.结果表明:正弦抖动偏频时激光陀螺的输入-输出曲线在抖动频率的倍频点处存在着动态锁区,其宽度与激光陀螺静态锁区、抖动角... 基于频率调制理论,分析、仿真计算了正弦抖动偏频和优化后的正弦抖动偏频条件下,激光陀螺输入-输出曲线的特点.结果表明:正弦抖动偏频时激光陀螺的输入-输出曲线在抖动频率的倍频点处存在着动态锁区,其宽度与激光陀螺静态锁区、抖动角振幅有关.采用优化后的正弦抖动偏频可以很好地克服动态锁区,大大提高激光陀螺输入-输出曲线的线性度.试验对比了正弦抖动偏频和优化后的正弦抖动偏频条件下激光陀螺的输出性能.试验结果表明:采用优化后的正弦抖动偏频显著提高了陀螺准确度. 展开更多
关键词 激光陀螺 抖动偏频优化 频率调制 锁区
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机抖激光陀螺温度场的有限元模拟与实验 被引量:16
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作者 于旭东 张鹏飞 +1 位作者 汤建勋 龙兴武 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期913-920,共8页
为了研究机抖激光陀螺内在热源对陀螺性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的温度场模型,对有限元模型进行了温度场仿真分析。描述了有限元模型的简化方法,介绍了材料热参数的处理及热生成率和换热系数的计算方法,最... 为了研究机抖激光陀螺内在热源对陀螺性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的温度场模型,对有限元模型进行了温度场仿真分析。描述了有限元模型的简化方法,介绍了材料热参数的处理及热生成率和换热系数的计算方法,最后给出了机抖激光陀螺的稳态温度场1h和3h的瞬态温度场分布,指出了机抖激光陀螺的最高、最低温度分布区域及温度梯度分布情况。设计了高精度的铂电阻测温电路,其测温精度为0.005℃,仿真与实验对比结果表明,计算误差优于2%,验证了模型的正确性和合理性。本文的研究方法可为陀螺盒体内部测温点的选取提供指导意见,有助于提高机抖激光陀螺的温度补偿效果。 展开更多
关键词 机抖激光陀螺 温度场 有限元分析
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机抖激光陀螺压电陶瓷驱动器参数设计 被引量:7
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作者 于旭东 龙兴武 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1428-1433,共6页
为了消除闭锁效应,激光陀螺常采用机械抖动偏频方案,利用压电陶瓷驱动器来驱动谐振腔绕垂直于环路平面的轴线快速来回转动。在考虑压电陶瓷驱动器的情况下建立了抖动结构的理论模型,对抖动频率进行了理论分析,给出了抖动频率的解析解。... 为了消除闭锁效应,激光陀螺常采用机械抖动偏频方案,利用压电陶瓷驱动器来驱动谐振腔绕垂直于环路平面的轴线快速来回转动。在考虑压电陶瓷驱动器的情况下建立了抖动结构的理论模型,对抖动频率进行了理论分析,给出了抖动频率的解析解。建立了机抖激光陀螺的有限元仿真模型,进行了模态分析,通过与扫频试验结果对比,理论分析计算误差为5.68%,有限元分析计算误差为1.04%,验证了模型的合理性和精确性。分析了压电陶瓷驱动器参数(厚度、宽度)对谐振频率的影响规律,为机抖激光陀螺的研发和设计提供参考依据。 展开更多
关键词 机抖激光陀螺 抖动机构 压电陶瓷驱动器 有限元分析 振动试验
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机抖激光陀螺安装盒优化设计 被引量:2
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作者 于旭东 高娜 +2 位作者 汤建勋 王宇 张鹏飞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期680-685,共6页
为获得更轻型有效的机抖激光陀螺安装盒结构,同时保持相对稳定的动力学特性,在现有型号基础上研究了机抖激光陀螺安装盒的优化设计方法。利用ANSYS10.0软件建立了机抖激光陀螺及安装盒的有限元模型,利用Block Lanczos Method进行模态求... 为获得更轻型有效的机抖激光陀螺安装盒结构,同时保持相对稳定的动力学特性,在现有型号基础上研究了机抖激光陀螺安装盒的优化设计方法。利用ANSYS10.0软件建立了机抖激光陀螺及安装盒的有限元模型,利用Block Lanczos Method进行模态求解,得到结构的各阶谐振频率。以安装盒质量为优化目标,同时以静力学、动力学和其他要求作为约束条件,采用序列二次规划法对机抖激光陀螺安装盒进行了优化设计。通过优化设计,在满足一阶谐振频率不变、二阶以上谐振频率值下降不小于50 Hz的设计要求下,安装盒质量由0.590 kg减小到0.394 kg,减少了33.2%;同时其静强度安全系数由原来的3.73提高到3.96,提高了6.2%。详细地研究了安装盒几何参数(R,L,W,T1,T2)对机抖激光陀螺的影响规律。该优化设计方法提高了机抖激光陀螺安装盒设计的可靠性和效率,对机抖激光陀螺整体优化设计有重要意义。 展开更多
关键词 机抖激光陀螺 安装盒 优化设计 有限元法
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机抖激光陀螺抖动控制环路频率特性的校正 被引量:2
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作者 汤建勋 罗晖 李革 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第4期36-39,共4页
针对所研制的机抖激光陀螺抖动控制环路带宽不够的情况,运用相位超前校正方法对环路实行校正,在保证稳定裕度和稳态精度的情况下,将环路带宽提高7倍。
关键词 机抖激光陀螺 抖动控制环路 频率特性 校正 稳定裕度 稳态精度
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机抖激光陀螺抖动控制回路的解耦设计 被引量:2
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作者 江明明 潘献飞 胡德文 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期112-115,132,共5页
抖动控制是影响机械抖动激光陀螺性能的重要因素,基于激光陀螺的抖动动力学响应特性,研究了一种抖动控制回路解耦方法,指出相位反馈能实现机抖激光陀螺抖动谐振频率的稳定跟踪。稳定跟踪抖动谐振频率时,如果在抖动位置零点改变驱动信号... 抖动控制是影响机械抖动激光陀螺性能的重要因素,基于激光陀螺的抖动动力学响应特性,研究了一种抖动控制回路解耦方法,指出相位反馈能实现机抖激光陀螺抖动谐振频率的稳定跟踪。稳定跟踪抖动谐振频率时,如果在抖动位置零点改变驱动信号幅度,则抖幅响应可以简化为一阶惯性系统响应,抖幅控制支路可以从抖动控制回路中解耦为一阶控制回路,实现抖动控制回路的解耦,提高了激光陀螺抖动系统的控制性能。 展开更多
关键词 机械抖动激光陀螺 抖动控制 系统解耦
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改善机抖温度特性提高激光陀螺精度的方法研究 被引量:4
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作者 高玉凯 邓正隆 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第14期3298-3300,共3页
建立了激光陀螺机械抖动装置的仿真模型,研究了机抖温变特性对激光陀螺输出特性的影响。针对传统抖动控制器的缺陷,提出了一种具有温度补偿作用的机抖自激振荡电路,改进的抖动控制器利用场效应管线性工作区来实现稳定抖动速率的目的。... 建立了激光陀螺机械抖动装置的仿真模型,研究了机抖温变特性对激光陀螺输出特性的影响。针对传统抖动控制器的缺陷,提出了一种具有温度补偿作用的机抖自激振荡电路,改进的抖动控制器利用场效应管线性工作区来实现稳定抖动速率的目的。仿真实验结果表明:补偿电路能较好地保持机抖抖动速率的稳定性,从而有效地提高了激光陀螺的检测精度和温度稳定性。 展开更多
关键词 激光陀螺 机抖幅度 温度补偿 输出特性
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基于人工鱼群算法的机抖激光陀螺温度补偿 被引量:1
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作者 于旭东 徐瑜浓 +1 位作者 魏国 龙兴武 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期81-87,共7页
温度是影响激光陀螺精度的主要因素之一,对温度引起的机抖激光陀螺漂移进行精确建模,对提高激光陀螺捷联惯导系统的精度具有十分重要的意义。介绍了机抖激光陀螺的温度特性,建立了基于改进人工鱼群算法(Improved Artificial Fish Swarm ... 温度是影响激光陀螺精度的主要因素之一,对温度引起的机抖激光陀螺漂移进行精确建模,对提高激光陀螺捷联惯导系统的精度具有十分重要的意义。介绍了机抖激光陀螺的温度特性,建立了基于改进人工鱼群算法(Improved Artificial Fish Swarm Algorithm,IAFSA)的机抖激光陀螺温度补偿模型,给出了IAFSA建模的详细步骤和方法,对传统的逐步回归方法和IAFSA进行了比较。结果表明:IAFSA可以对温度引起的激光陀螺漂移进行精确建模,补偿后的激光陀螺零偏不稳定性达到0.001 85(°)/h,比传统的逐步回归方法建模精度提高了15.5%,得到的温度补偿模型可以对陀螺的零偏进行实时补偿,设计了两种典型的温度试验,获得了满意的补偿效果。 展开更多
关键词 机抖激光陀螺 温度补偿 人工鱼群算法
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配重式激光陀螺机械抖动系统的实验研究
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作者 王可东 顾启泰 钟德贵 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期44-46,共3页
针对研究的RLG ,为了满足应用要求 ,按照配重式抖动偏频方案 ,设计了一套机械抖动系统 ,设计抖动频率为 3 44.16Hz。有限元计算结果表明 ,抖动系统模态分布合理 ,强度足够。实验结果表明 ,实测抖动频率为 3 16Hz ,与设计值相差约 8.2 % ... 针对研究的RLG ,为了满足应用要求 ,按照配重式抖动偏频方案 ,设计了一套机械抖动系统 ,设计抖动频率为 3 44.16Hz。有限元计算结果表明 ,抖动系统模态分布合理 ,强度足够。实验结果表明 ,实测抖动频率为 3 16Hz ,与设计值相差约 8.2 % ,在误差范围内 ,证明设计过程和方法是正确的 ;3 0分钟内 ,抖动频率和幅度 (RMS值 )的稳定度分别优于 0 .0 5 %和 5 % ;抖动系统受水平方向上的基础振动影响较大 ,但抖动信号仍然良好 ,满足应用要求。 展开更多
关键词 激光陀螺 机械抖动 机械设计 有限元
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激光陀螺机械抖动环控制电路误差分析
10
作者 李栋 刘进江 +1 位作者 张目 杜金根 《电光与控制》 北大核心 2009年第3期91-94,共4页
机械抖动机构是激光陀螺仪中的一个精密机电元件,为了提高陀螺的精度,消除抖动偏频的动态闭锁误差,需要对抖动环的误差进行分析,并对该环节进行检测。通过对抖动环的误差、随机噪声的分析研究,给出了抖动环的测试方案,并用单片机实现了... 机械抖动机构是激光陀螺仪中的一个精密机电元件,为了提高陀螺的精度,消除抖动偏频的动态闭锁误差,需要对抖动环的误差进行分析,并对该环节进行检测。通过对抖动环的误差、随机噪声的分析研究,给出了抖动环的测试方案,并用单片机实现了伪随机码产生的方法,通过理论分析说明减少各个环节的误差的重要性以及加入随机噪声可以有效地消除动态锁区的原理。 展开更多
关键词 激光陀螺仪 机抖机构 随机噪声 动态锁区 误差
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机抖激光陀螺误差输出特性的分析 被引量:1
11
作者 王琛琛 王新龙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期521-524,530,共5页
抖动机构作为机抖激光陀螺的关键环节,其参数的选择直接影响着机抖激光陀螺的误差输出特性.为了在陀螺设计时选择最佳抖动参数,提高机抖激光陀螺的测量精度,根据抖动偏频的基本原理,对抖动参数对机抖激光陀螺的偏置误差、刻度因子误差... 抖动机构作为机抖激光陀螺的关键环节,其参数的选择直接影响着机抖激光陀螺的误差输出特性.为了在陀螺设计时选择最佳抖动参数,提高机抖激光陀螺的测量精度,根据抖动偏频的基本原理,对抖动参数对机抖激光陀螺的偏置误差、刻度因子误差、角度随机游走误差的影响进行了深入分析.结果表明:机抖激光陀螺的偏置误差随着抖动幅度的减小而减小;在一定范围内刻度因子误差随着抖动幅度的增大而增大,超出这个范围随着抖动幅度的增大而减小;减小抖动角幅度可减小角度随机游误差. 展开更多
关键词 机抖激光陀螺 抖动参数 偏置误差 刻度因子误差 角度随机游走
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环形激光陀螺数字抖动偏频技术研究 被引量:2
12
作者 张娟娟 蒋军彪 李哲 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期63-66,共4页
激光陀螺一般在外部采用模拟调幅方式进行抖动加噪,通过变压器实现功率驱动。变压器体积大,驱动电路复杂,文中设计了一种基于FPGA的脉宽调制(PWM)抖动偏频系统,能够在激光陀螺内部实现抖动驱动和随机噪声注入,解决了激光陀螺数字化必须... 激光陀螺一般在外部采用模拟调幅方式进行抖动加噪,通过变压器实现功率驱动。变压器体积大,驱动电路复杂,文中设计了一种基于FPGA的脉宽调制(PWM)抖动偏频系统,能够在激光陀螺内部实现抖动驱动和随机噪声注入,解决了激光陀螺数字化必须解决的关键技术。仿真和实验证明该方案能够满足激光陀螺抖动偏频系统的要求。 展开更多
关键词 激光陀螺 脉宽调制 抖动 随机噪声
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抖动激光陀螺幅度随机噪声概率分布的K检验
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作者 张波 杨孟兴 王朝光 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S5期519-521,共3页
为了消除抖动偏频激光陀螺仪的动态闭锁误差,需要向正弦抖动信号中注入一具有平稳性的随机噪声,以使抖动幅度随机变化。本文对机械抖动偏频激光陀螺仪抖动加噪的物理可行性进行了理论分析,用 K检验法证明了所设计的抖动噪声发生器产生... 为了消除抖动偏频激光陀螺仪的动态闭锁误差,需要向正弦抖动信号中注入一具有平稳性的随机噪声,以使抖动幅度随机变化。本文对机械抖动偏频激光陀螺仪抖动加噪的物理可行性进行了理论分析,用 K检验法证明了所设计的抖动噪声发生器产生的随机噪声服从高斯概率分布,满足抖动噪声注入的要求。 展开更多
关键词 激光陀螺仪 抖动加噪 噪声发生器 K 检验
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机抖激光陀螺仪过锁区误差分析 被引量:1
14
作者 张波 杨孟兴 刘永红 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S6期129-131,共3页
文中在理论上分析了抖动偏频激光陀螺仪标度因数误差与闭锁阈值、抖动偏频量的关系,并用Matlab 对其关系进行了仿真计算,验证了激光陀螺仪输入角速率在抖动偏频量附近由抖动偏频造成的标度因数非线性最为严重、速率测量误差最大的结论。
关键词 激光陀螺仪 标度因数误差 抖动
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