一种光纤陀螺的数据处理控制方法技术

本发明专利技术公开了一种光纤陀螺的数据处理控制方法，涉及光纤传感技术领域。所述数据处理控制方法，通过对有效采样区间内的信号进行多重采样，再对多重采样的数据进行积分求和、求平均值处理而获得所需的测量结果，使得远离上升沿和下降沿的数据的权重大，靠近上升沿和下降沿的数据的权重小，避免了由于工作环境对梳齿波上升沿和下降沿的时间长度的影响而造成测量精度的问题，在环境因素变化的情况下，保证和提高了光纤陀螺的测量精度。

A data processing control method of fog

The invention discloses a data processing control method of an optical fiber gyroscope, which relates to the technical field of optical fiber sensing. The data processing control method obtains the required measurement results by multi sampling the signals in the effective sampling interval, and then integrating and averaging the multi sampling data, so that the weight of the data far away from the rising edge and the falling edge is significant, the weight of the data close to the rising edge and the falling edge is small, and the rising edge of the comb wave is avoided due to the working environment And the influence of the length of the falling edge on the measurement accuracy. In the case of the change of environmental factors, the measurement accuracy of fog is guaranteed and improved.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤陀螺的数据处理控制方法
本专利技术属于光纤传感
，涉及一种数据处理方法，尤其涉及一种应用于光纤陀螺的数据处理控制方法。
技术介绍
光纤陀螺作为光机电一体化的角速度测量传感器，如图1所示，由机械系统、光路系统、数字电路控制系统三大部分组成，其中，数字电路控制系统的主要功能是利用AD模数转换器采集光电探测器的输出信号，并进行模数转换，转换结果输入到FPGA处理器中进行数字解调，获得光纤陀螺所测量的角速度信号。一方面，角速度测量信号作为闭环反馈信号输出给DA数模转换器，作用于闭环控制执行机构-光电相位调制器（Y波导），实现光纤陀螺闭环控制功能，另一方面，角速度测量信号由FPGA处理器通过串口芯片输出或传递给上一级系统。现有的数字处理控制系统中，AD模数转换的具体步骤为：AD模数转换器根据FPGA处理器输出的控制时钟，对光电探测器输出的光电转换结果进行采样，光电转换结果为梳齿波，采样是指对相邻梳齿之间去除梳齿波上升沿和下降沿后的一段有效数据（即有效采样区间内的数据）的采样。但是，光纤陀螺在工作过程中工作温度环境和电磁环境会对梳齿波的上升沿和下降沿的时间长度产生影响，进而影响陀螺的精度水平，为了避免这类问题的发生，常规的技术手段是将光纤陀螺数据采样的有效区间向中心靠拢，减少采样点的个数，而采样点个数的减少会对陀螺精度的提高产生不利影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种光纤陀螺的数据处理控制方法，在有效采样区间内，通过多重采样的处理方式来抑制工作环境对梳齿波上升沿和下降沿的影响，同时又避免减少采样点的个数。本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种光纤陀螺的数据处理控制方法，包括以下步骤：对有效采样区间内的信号进行多重采样而获得多个采样数列，每个所述采样数列由多个采样点所采集的数据构成；采样数列的个数与采样的重数相同；对每个所述采样数列进行积分求和处理，再对所有积分求和处理后的结果求取平均值，所述平均值即为所需的测量结果。本专利技术所述方法通过多重采样使得靠近上升沿和下降沿的采样点所采集的数据权重小，而远离上升沿和下降沿的采样点所采集的数据权重大，抑制了有效采样区间中因工作环境对上升沿和下降沿的时间长度的不利影响，保证和提高了光纤陀螺的测量精度。进一步地，所述有效采样区间是相邻梳齿波之间去除梳齿波上升沿和下降沿后的采样区间。在采样周期内，由于受到电路的影响存在梳齿波上升沿和下降沿，上升沿和下降沿的测量结果与真实测量值存在偏差，为了减小上升沿和下降沿对测量结果的影响，在采样区间去除上升沿和下降沿以构成有效采样区间。进一步地，所述多重采样的具体操作为：在有效采样区间内进行第一次采样，采样点的个数为p，每个采样点所采集的数据构成采样数列M1，M1=[N1,N2,…,Ni,…,Np-1,Np]，Ni为在第i个采样点所采集的数据；去除采样数列M1两边采样点所采集的数据构成第二次采样的采样数列M2，M2=[Nn+1,Nn+2,…,Ni,…,Np-m-1,Np-m]，n表示采样数列左边去除的采样点的个数，m表示采样数列右边去除的采样点的个数；依次类推，第q次采样的采样数列为Mq，Mq=[Nn(q-1)+1,N(q-1)+2,…,Ni,…,Np-m(q-1)-1,Np-m(q-1)]，q为整数，且q≥2。进一步地，采样数列左边去除的采样点的个数n与采样数列右边去除的采样点的个数m相等，简化了程序设计。进一步地，采样数列左边去除的采样点的个数n与采样数列右边去除的采样点的个数m均为1。每次去除两边的采样点的数量越少，即n或者m越小，采样的次数越多，即q越大，最后求取的平均值作为最终测量结果就越精确。进一步地，利用AD转换器进行所述多重采样，采用光纤陀螺数字控制系统中现有的AD进行采样，不存在各采样数列之间的延迟问题，不需要额外增加部件。进一步地，利用FPGA对所述采样数列进行积分求和、求取平均值的计算，采用光纤陀螺数字控制系统中现有的FPGA进行计算，由于FPGA具有并行运算能力，在采样周期内，可以实现多次采样结果的运算，实时性好，不需要额外增加部件。有益效果与现有技术相比，本专利技术所提出的一种光纤陀螺的数据处理控制方法，通过对有效采样区间内的信号进行多重采样，再对多重采样的数据进行积分求和、求平均值处理而获得所需的测量结果，使得远离上升沿和下降沿的数据的权重大，靠近上升沿和下降沿的数据的权重小，避免了由于工作环境对梳齿波上升沿和下降沿的时间长度的影响而造成测量精度的问题，在环境因素变化的情况下，保证和提高了光纤陀螺的测量精度。本专利技术所述方法，利用现有的AD转换器和FPGA进行数据采样和采样后数据的运算，保证了采样数据的同步性和计算处理的实时性，且无需额外增加部件。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术中现有光纤陀螺数字控制系统的结构框图；图2是本实施例中有效采样区间的示意图；图3是本实施例中多重采样的采样图；其中，1-有效采样区间，2-梳齿波下降沿，3-梳齿波上升沿，4-梳齿波。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术所提供的一种光纤陀螺的数据处理控制方法，包括以下步骤：1、利用现有的AD转换器对有效采样区间内的信号进行多重采样而获得多个采样数列，每个采样数列由多个采样点所采集的数据构成；采样数列的个数与采样的重数相同。有效采样区间是相邻梳齿波之间去除梳齿波上升沿和下降沿后的采样区间，如图2所示。如图3所示，多重采样的具体操作为：1.1在有效采样区间内进行第一次采样，采样点的个数为p，每个采样点所采集的数据构成采样数列M1，M1=[N1,N2,…,Ni,…,Np-1,Np]，Ni为在第i个采样点所采集的数据；1.2去除采样数列M1两边采样点所采集的数据构成第二次采样的采样数列M2，M2=[Nn+1,Nn+2,…,Ni,…,Np-m-1,Np-m]，n表示采样数列左边去除的采样点的个数，m表示采样数列右边去除的采样点的个数；n和m可以相同，也可以不同；1.3依次类推，第q次采样的采样数列为Mq，Mq=[Nn(q-1)+1,N(q-1)+2,…,Ni,…,Np-m(q-1)-1,Np-m(q-1)]，q为整数，且q≥2，q是由采样点的个数p，每次去除的采样点个数n，m来决定的。2、利用现有的FPGA对每个采样数列进行积分求和处理，再对所有积分求和处理后的结果求取平均值，该平均值即为所需的测量结果，该测量结果按照光纤陀螺的工作原理进行解调，实现光纤陀螺的闭环控制和角速度测量。本专利技术所述方法通过多重采样使得靠近上升沿和下降沿的采样点（有效采样区间两边的采样点）所采集的数据权重小，而远离上升沿和下降沿的采样点（有效采样区间中心的采样点）所采集的数据权重大，抑制了有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤陀螺的数据处理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：对有效采样区间内的信号进行多重采样而获得多个采样数列，每个所述采样数列由多个采样点所采集的数据构成；采样数列的个数与采样的重数相同；对每个所述采样数列进行积分求和处理，再对所有积分求和处理后的结果求取平均值，所述平均值即为所需的测量结果。

【技术特征摘要】
1.一种光纤陀螺的数据处理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：对有效采样区间内的信号进行多重采样而获得多个采样数列，每个所述采样数列由多个采样点所采集的数据构成；采样数列的个数与采样的重数相同；对每个所述采样数列进行积分求和处理，再对所有积分求和处理后的结果求取平均值，所述平均值即为所需的测量结果。2.如权利要求1所述的一种光纤陀螺的数据处理控制方法，其特征在于，所述有效采样区间是相邻梳齿波之间去除梳齿波上升沿和下降沿后的采样区间。3.如权利要求1所述的一种光纤陀螺的数据处理控制方法，其特征在于，所述多重采样的具体操作为：在有效采样区间内进行第一次采样，采样点的个数为p，每个采样点所采集的数据构成采样数列M1，M1=[N1,N2,…,Ni,…,Np-1,Np]，Ni为在第i个采样点所采集的数据；去除采样数列M1两边采样点所采集的数据构成第二次采样的采样数列M2，M2=[Nn+1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：于中权，刘海锋，张学亮，张晓亮，刘智荣，
申请(专利权)人：湖南航天机电设备与特种材料研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43