光纤陀螺温度漂移误差补偿方法技术

本发明专利技术涉及一种光纤陀螺温度漂移误差补偿方法，属于精密仪器仪表技术领域。本发明专利技术全面考虑温度，温变速率和温度场梯度对于光纤陀螺温度漂移的影响，通过对温度系数、温变速率系数，温度梯度系数进行温度分段线性拟合，在不增加系统模型阶数的前提下，显著提高了模型的准确性。本发明专利技术采用遗传算法优化选取温度分段点的数目，在兼顾模型准确性的基础上，尽可能少的选取温度分段点数目，可以提高模型的泛化能力。本发明专利技术模型的阶数小于或等于2阶，参数计算过程简单，不需要类似神经网络的训练时间，也不需要多项式模型的定阶过程，因此显著降低建模难度。同时，实时补偿的计算量和存储花销也大为减少。

Error compensation method for temperature drift of fiber optic gyroscope

The invention relates to a method for compensating the temperature drift error of the fiber optic gyroscope, which belongs to the technical field of precision instrument and instrument. The invention fully considers the temperature, temperature change rate and temperature gradient influence on temperature drift of fiber optic gyro, the rate coefficient of temperature coefficient, temperature gradient, temperature coefficient of piecewise linear fitting, without increasing the system model order, improve the accuracy of the model. The invention adopts genetic algorithm to select the number of temperature segmentation points. Considering the accuracy of the model, selecting the temperature subsection points as little as possible can improve the generalization ability of the model. The order of the proposed model is less than or equal to 2 order, and the parameter calculation process is simple. It doesn't need training time similar to neural network, nor does it need polynomial model's order process, so it significantly reduces modeling difficulty. At the same time, the amount of calculation and storage cost of real time compensation is also greatly reduced.

【技术实现步骤摘要】
光纤陀螺温度漂移误差补偿方法
本专利技术涉及精密仪器仪表
，具体涉及一种光纤陀螺温度漂移误差补偿方法。
技术介绍
光纤陀螺是基于Sagnac效应的角速率测量仪表，因其结构简单，耐冲击，动态范围大等优点，在航空航天、机器人控制、石油钻井等多个领域得到广泛应用。但光纤陀螺的性能极易受到温度的影响，如何降低温度影响是光纤陀螺工程化过程必须要克服的难题。目前从机理上提升光纤陀螺温度性能的措施包括：改善光纤环绕制技术，改善固胶工艺，改善胶的特性，优化结构热设计等。这些措施能够对光纤陀螺温度性能有一定程度的改善。但对于已经进入生产环节的陀螺产品，修改设计和工艺成本较高。更为实用的方法是在产品测试完成后，对光纤陀螺的温度性能进行建模补偿。常用的建模方法包括：线性或多项式模型，神经网络，模糊逻辑，支持向量机等。线性或多项式模型存在阶数过低容易欠拟合，阶数过高容易过拟合。而神经网络等非线性建模方法可以获得很好的精度，但算法复杂，不利于在线实时补偿。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：如何实现一种算法简单、有利于在线实时补偿的光纤陀螺温度漂移误差补偿方法。(二)技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤陀螺温度漂移误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取光纤陀螺的温度试验数据；S2、定义光纤陀螺温度漂移误差补偿模型；光纤陀螺温度漂移误差补偿模型包含温度、温变速率、温度场梯度三个变量，用式(1)表示：

【技术特征摘要】
1.一种光纤陀螺温度漂移误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取光纤陀螺的温度试验数据；S2、定义光纤陀螺温度漂移误差补偿模型；光纤陀螺温度漂移误差补偿模型包含温度、温变速率、温度场梯度三个变量，用式(1)表示：式中，E为由模型给出的温度漂移误差，k0为温度系数，k1为温变速率系数，k2为温度梯度系数，Tc为参考温度，T为光纤陀螺内部温度，TO为光纤陀螺外部温度，k0，k1和k2是温度的函数，k0＝k0(T)，k1＝k1(T)，k2＝k2(T)；S3、定义光纤陀螺温度漂移误差补偿模型的离散化表达式；对公式(1)进行离散化处理，得到E(T(n),TO(n))＝k0(T(n))*(T(n)-Tc)+k1(T(n))*(T(n)-T(n-1))+k2((T(n))*(T(n)-TO(n))n＝0,1,2,3,……(2)其中，n为自然数，代表第n个采样数据；S4、一阶分段线性化k0(T(n))，k1(T(n))和k2(T(n))；S5、基于遗传算法选取温度分段点采用如下方法选取温度分段点：首先确定光纤陀螺的工作温度范围Tmin～Tmax，将工作温度范围均匀分为N段，共获得N+1个可选温度分段点，然后选取遗传算法在从N+1个温度中选取L个点作为最终的温度分段点；遗传算法结束后，得到了一组最优温度分段点T1，T2，……，TL，同时也得到每个温度分段点处的k0(Ti)，k1(Ti)，k2(Ti)；S6、基于温度补偿系数k0(Ti)，k1(Ti)，k2(Ti)进行光纤陀螺温度补偿。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，选取一组温度分段点，在分段点邻域内，对k0(T(n))，k1(T(n))和k2(T(n))进行线性化拟合得到一组温度分段点处的k0(T(n))，k1(T(n))和k2(T(n))取值，在相邻两个温度分段点之间，k0(T(n))，k1(T(n))和k2(T(n))的取值为相邻两个温度分段点取值的线性插值。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S4具体为：1)选定L个温度分段点，温度分段点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓学文，李贺，李敏，朱奎宝，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11