Методы и алгоритмы повышения точностных характеристик лазерного гироскопа

• Автор: Суханов, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СВОЙСТВ И ХАРАКТЕРИСТИК ЛГ

1.1 Принцип работы и устройство ЛГ

1.1Л Пассивный интерферометр Саньяка

1 Л.2 Активный кольцевой лазерный интерферометр

1.2 Синтез математической модели ЛГ

1.2.1 Источники погрешностей лазерного гироскопа

1.2.2 Синхронизация частот и методы уменьшения влияния эффекта

«захвата»

1.2.3 Синтез математической модели выходного сигнала ЛГ с

вибрационной частотной подставкой
1.2.4 Сдвиг нулевого сигнала ЛГ и методы его компенсации
1.3 Конструктивные особенности лазерного гироскопа модели ЛГ
1.4 Параметры состояния ЛГ
Выводы
ГЛАВА 2. СИНТЕЗ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ УМЕНЬШЕНИЯ
ПОГРЕШНОСТЕЙ, ВЫЗВАННЫХ СИНХРОНИЗАЦИЕЙ ЧАСТОТ
2.1 Метод виброподставки для преодоления эффекта «захвата»
2.2 Разработка методов и алгоритмов модуляции амплитуды
колебаний виброподставки
2.2.1 Анализ и синтез алгоритма распределения случайной величины
модуляции амплитуды колебаний виброподставки
2.2.1.1 Анализ алгоритма случайной модуляции амплитуды
колебаний виброподставки ЛГ
2.2.1.2 Разработка алгоритма случайной модуляции амплитуды
колебаний виброподставки
2.2.2 Анализ и синтез методов модуляции амплитуды колебаний виброподставки ЛГ
2.2.2.1 Аддитивная случайная модуляция
2.2.12 Мультипликативная случайная модуляция
2.2.2.3 Сравнение эффективности различных способов модуляции колебаний амплитуды виброподставки
2.3 Разработка алгоритма стабилизации амплитуды для уменьшения влияния эффекта «захвата»
Выводы
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ АЛГОРИТМОВ КОМПЕНСАЦИИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ДРЕЙФА ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ЛГ
3.1 Обзор методов алгоритмической компенсации дрейфа
3.2 Анализ влияния параметров состояния ЛГ на его точностные характеристики
3.2.1 Асимметрия распределения температуры вдоль активной среды как основная причина температурного дрейфа
3.2.2 Анализ зависимости выходного сигнала ЛГ от амплитуды колебаний виброподставки
3.2.3 Влияние изменения оптических потерь в резонаторе и мощности излучения на выходной сигнал ЛГ
3.2.4 Зависимость выходного сигнала ЛГ от напряжения на пьезокорректорах
3.3 Синтез алгоритма компенсации дрейфа с учетом параметров состояния
Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ КОМПЕНСАЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ

4.1 Экспериментальная оценка алгоритмов случайной модуляции колебаний амплитуды виброподставки
4.2 Экспериментальные исследования алгоритма стабилизации амплитуды колебаний виброподставки
4.3 Экспериментальная оценка выходного сигнала с предложенными алгоритмами уменьшения погрешности случайного дрейфа
4.4 Экспериментальная оценка алгоритма компенсации дрейфа выходного сигнала ЛГ на основе параметров состояния
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Разность оптического пути для встречных волн составит величину АЬ = j(n1 -п2) где с1- длина движущейся среды.
Отсюда определяем разность частот встречных волн:
Ь сЛх ' ЬЯХ ’
Например, стекло с показателем преломления п2 « 2, движущееся со скоростью 1мм/с, толщиной 1 см, создаст в ЛГ периметром /.=0.5 м разность частот
2-КГ1
0.5-0.63-1(Г6
Движение воздуха («=1,0003) с такой же скоростью вызывает сдвиг нуля Дус «0.18 Гц.
Общая накопленная погрешность за время АТ равна
А Т г
Ауса = ~
о ЬА

где 5' = уДГ - путь, на который переместится среда за время АТ.
Полученные соотношения доказывают необходимость обеспечения жесткости конструкции ЛГ.
Другим сильным источником погрешности является движение активной среды, обладающей значительной дисперсией, то есть зависимостью показателя преломления от частоты падающего излучения.
В системе координат движущейся активной среды из-за эффекта Доплера частоты встречных волн будут восприниматься смещенными относительно системы координат ЛГ

Кг = 1,2! 1±
Л , , 2у
Ау = и1 -у2 = —V.