Исследование и пути компенсации тепловых воздействий на сигнал волоконно-оптического гироскопа

• Автор: Шарков, Илья Александрович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ГИРОСКОП В УСЛОВИЯХ ТЕПЛОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

1Л. Принцип работы волоконно-оптического гироскопа

1.2. Обобщенная модель шумов и нестабильностей

1.3. Фазовый модулятор

1.4. Волоконно-оптический контур

1.5. Источник излучения

1.6. Алгоритмические методы компенсации выходного сигнала волоконно-оптического гироскопа
1.7. Выводы по главе
ГЛАВА 2. ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Система измерения пространственно-временных градиентов в волоконно-оптическом гироскопе
2.2. Программно-аппаратный комплекс для создания тепловых пространственно-временных градиентов
2.3. Стенд для исследования изменения сигнала волоконно-оптического гироскопа при оказании тепловых воздействий на его отдельные элементы
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-ВОЗМУЩЕННОЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ИНТЕГРАЛЬНО-ОПТИЧЕСКОЙ МИКРОСХЕМЫ НА ВЫХОДНОЙ СИГНАЛ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА
3.1. Стабилизация масштабного коэффициента
3.2. Дрейф нуля в сигнале ВОГ, связанный с термическим возбуждением многофункциональной интегрально-оптической схемы
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-ВОЗБУЖДЕННОГО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КОНТУРА НА ВЫХОДНОЙ СИГНАЛ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА
4.1. Механизм возникновения ошибки в сигнале волоконно-оптического гироскопа при тепловых воздействиях на волоконно-оптический контур.
4.2. Экспериментальное исследование дрейфа показаний ВОГ при тепловом воздействии на ВОК
4.3. Методы уменьшения влияния нестационарных тепловых полей в ВОК на сигнал ВОГ
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-ВОЗМУЩЕННОГО ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ НА ВЫХОДНОЙ СИГНАЛ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА
5.1. Расчет влияния стабильности центральной длины волны на стабильность масштабного коэффициента
5.2. Экспериментальное исследование влияния источника излучения на сигнал ВОГ

5.3. Экспериментальное исследование влияния остальных элементов на сигнал ВОГ
5.4. Вывод по главе
ГЛАВА 6. ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ КАК ОСНОВА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО МЕТОДА КОМПЕНСАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО ДРЕЙФА ВОГ
6.1. Факторный анализ
6.2. Классификация методов факторного анализа
6.3. Общий алгоритм факторного анализа
6.4. Метод главных компонент
6.5. Алгоритм метода главных компонент
6.6. Практическое применение метода факторного анализа для компенсации
сигнала ВОГ при тепловых воздействиях
6.7. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК РАБОТ АВТОРА

ГЛАВА 2. ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Система измерения пространственно-временных градиентов в волоконно-оптическом гироскопе
Для проведения исследований влияния температурных воздействий на модулятор и ВОК, введения температурной компенсации необходимо иметь данные о температуре и изменении тепловых полей внутри прибора и наиболее чувствительных к тепловым воздействиям элементов (ГЛАВА 1).
С учетом относительно малых размеров и высокой теплопроводности кристалла ниобата лития [76], из которого изготовлен электрооптический модулятор, температуру во всем кристалле можно считать одинаковой. Исходя из этого, на МИОС был установлен только один датчик температуры. Согласно предварительным расчетам для исследования температурной компенсации полуволнового напряжения датчик МИОС должен обеспечивать измерение абсолютной температуры с точностью порядка ±0.1 °С [46].
Для решения этой задачи был разработан метод крепления датчика к поверхности модулятора. Для подведения модулирующего напряжения и измерения температуры модулятора была использована гибко-жесткая печатная плата, с установленным на нее датчиком температуры и разъемами. Данное решение позволило значительно упростить монтаж, а также улучшить помехоустойчивость и надежность электрооптического модулятора. Компьютерная модель гибко-жесткой печатной платы и корпуса модулятора показана на рисунке ниже (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - Компьютерная модель жестко-гибкой платы и корпуса модулятора.