Температурные погрешности волоконно-оптических гироскопов

• Автор: Голиков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.11.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 198 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ, МЕТОДЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ГИРОСКОПОВ
1Л. Основные направления и задачи построения математических моделей температурных возмущающих факторов и погрешностей волоконно-оптических гироскопов
1.2. Методы автоматизированного расчета, анализа и визуализации температурных полей волоконно-оптических гироскопов с учетом их особенностей
1.3. Методы минимизации температурных погрешностей волоконно-оптических гироскопов
Выводы по первой главе
2. ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ И ТЕМПЕРАТУРНОГО ДРЕЙФА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА
2Л. Методы построения математических моделей тепловых процессов в волоконно-оптическом гироскопе
2.2. Математическая модель температурного дрейфа волоконно-оптического гироскопа Выводы по второй главе
3. ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЙ ХАОС В ВЫХОДНОМ СИГНАЛЕ ТЕМПЕРАТУРНО-ВОЗМУЩЕННОГО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА
3.1. Основные положения теории детерминированного хаоса

3.2. Математическая модель тепловых процессов волоконно-оптического гироскопа с реверсивной системой терморегулирования на термобатареях Пельтье
3.3. Теоретическое обоснование возможности возникновения в выходном сигнале волоконно-оптического гироскопа явления детерминированного хаоса
Выводы по третьей главе
4. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Обоснование адекватности построенной математической модели реальным тепловым процессам, протекающим в ВОТ
4.2. Компьютерные эксперименты на полной модели теплового дрейфа волоконно-оптического гироскопа с системой терморегулирования
4.3. Исследование возможности возникновения детерминированного хаоса в системе терморегулирования подогревного типа
4.4. Выработка рекомендаций по минимизации температурных погрешностей ВОТ
Выводы по 4 главе
Основные выводы по диссертации
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Одним из важнейших направлений развития современного прецизионного приборостроения и, в частности, приборостроения в области систем навигации, ориентации и управления подвижными объектами, является совершенствование существующих и создание новых датчиков первичной информации, приборов и систем на их основе.
При этом характерным представляется то обстоятельство, что совершенствование существующих и создание новых датчиков базируется на использовании самых разнообразных физических принципов и процессов.
Одним из перспективных является класс приборов, построенных на базе волоконно-оптических лазерных гироскопов (ВОГ). Основные достоинства этих датчиков инерциальной информации, принцип действия которых основан на известном эффекте Саньяка, заключаются в отсутствии вращающихся частей, наличии совершенного тракта передачи информации - световолоконной нити, устойчивости к механическим воздействиям, малом энергопотреблении, сравнительно небольшой стоимости и других.
Эффективность работы и точность такого рода приборов в значительной степени обуславливается взаимовлиянием разнообразных физических процессов, обеспечивающих их функционирование (механических, электромагнитных, оптических, тепловых и других).
Характерным является и то, что требования к точности приборов и систем инерциальной навигации и ориентации неуклонно растут. Так требования по "уходам" (дрейфу) для современных преци-

• Изменения "активного" характера, такие как разработка систем терморегулирования прибора и его элементов, обеспечивающих сокращение времени тепловой готовности и времени готовности по дрейфу, поддержание заданной абсолютной температуры и минимальных температурных перепадов в бухте волокна.
• Изменения смешанного "активно-пассивного" характера: схемно-алгоритмическая компенсация температурного дрейфа.
Рассмотрим подробнее возможные пути минимизации температурного дрейфа ВОГ.
Среди рекомендаций пассивного характера отметим возможные способы намотки волокна на катушку, например, сложенной вдвойне нитью с четным числом слоев и выбор волокна с минимальной зависимостью показателя преломления волокна от изменения температуры.
Необходимо также предусмотреть увеличение термопроводимости межвитковой среды (например, за счет заполнения волоконной бухты специальной теплопроводящей пастой), что также приводит к уменьшению теплового дрейфа ВОГ и сокращению времени готовности прибора.
Среди активных термостатирующих устройств можно выделить следующие: подогревные (с притоком тепла) с температурой термостатирования не ниже максимальной температуры окружающей среды; реверсивные (как с притоком, так и отводом тепла) с температурой термостатирования внутри заданного диапазона изменения температуры окружающей среды; охлаждаемые (с отводом тепла) с температурой термостатирования не выше минимальной температуры окружающей среды.