一种基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法，用于光纤陀螺，具体包括如下步骤：第一步，进行基于四态调制分析，利用温度波动引起的集成光学相位调制器增益的误差信号来补偿集成光学相位调制器的增益漂移量变化；第二步，建立集成光学相位调制器增益漂移的跟踪系统；通过变量的替换，将集成光学相位调制器增益漂移的跟踪系统转化为具有不确定性和随机扰动的线性系统；第三步，针对集成光学相位调制器增益漂移随温度和温度梯度的变化，设计集成光学相位调制器闭环系统和跟踪系统鲁棒控制器，以保证任何参数不确定性都满足鲁棒均方指数稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法
本专利技术属于光纤陀螺
，涉及一种光纤陀螺基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法。
技术介绍
光纤陀螺是一种基于光学Sagnac效应、用于惯性导航的固态陀螺仪，相较于传统的陀螺仪，其具有精度高、抗冲击性强、体积小、功耗低等特点。近些年来，随着光学器件及光纤技术的发展，使光纤陀螺在各种应用领域内都具有广泛的发展前景。但光纤陀螺外界温度环境的变化会引起调制相位的变化，造成偏置相位与反馈相位的不准确，使测量结果产生误差，这也是限制高精度光纤陀螺工程化应用的原因之一。在现有技术中，采用方波偏置调制对集成光学相位调制器增益漂移修正有效率低的缺陷；其他一些研究中采用基于四态调制技术的带积分器算法的第二闭环系统以补偿集成光学相位调制器的增益漂移，但没有考虑可能影响第二闭环系统跟踪精度的光纤陀螺主闭环误差，也没有给出优化第二闭环系统跟踪性能的方法。
技术实现思路
为了提高集成光学相位调制器增益漂移修正的效率，在温度变化的条件下获得满意的补偿集成光学相位调制器增益漂移的瞬态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法，用于光纤陀螺，其特征在于，具体包括如下步骤：/n第一步，进行基于四态调制分析，利用温度波动引起的集成光学相位调制器增益的误差信号来补偿集成光学相位调制器的增益漂移量变化；/n第二步，建立集成光学相位调制器增益漂移的跟踪系统；通过变量的替换，将集成光学相位调制器增益漂移的跟踪系统转化为具有不确定性和随机扰动的线性系统；/n第三步，针对集成光学相位调制器增益漂移随温度和温度梯度的变化，设计集成光学相位调制器闭环系统和跟踪系统鲁棒控制器，以保证任何参数不确定性都满足鲁棒均方指数稳定。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法，用于光纤陀螺，其特征在于，具体包括如下步骤：
第一步，进行基于四态调制分析，利用温度波动引起的集成光学相位调制器增益的误差信号来补偿集成光学相位调制器的增益漂移量变化；
第二步，建立集成光学相位调制器增益漂移的跟踪系统；通过变量的替换，将集成光学相位调制器增益漂移的跟踪系统转化为具有不确定性和随机扰动的线性系统；
第三步，针对集成光学相位调制器增益漂移随温度和温度梯度的变化，设计集成光学相位调制器闭环系统和跟踪系统鲁棒控制器，以保证任何参数不确定性都满足鲁棒均方指数稳定。


2.根据权利要求1所述的一种基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法，其特征在于：所述第一步，基于四态调制分析，在四态调制技术中，假设主闭环误差不为0，如果存在集成光学相位调制器的增益漂移，那么用代表由温度波动引起的集成光学相位调制器增益的误差信号ΔI2π来补偿集成光学相位调制器的增益Kmg的变化，具体如下：
基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法，考虑到光纤陀螺的主闭环误差不为零且不是恒定的，而是随时间变化的，那么，当光纤陀螺受到外界干扰时，有η1≠η2≠η3≠η4≠0和Ie＝I0{sin[3π(1+μ)/4]·(sinη1-sinη3)+sin[5π(1+μ)/4]·(sinη2-sinη4)}/2≠0；μ为小变量，η1、η2、η3、η4分别为四个调制状态下光纤陀螺的主闭环误差。
显然，ΔI2π是μ的余弦函数；第二个环路利用ΔI2π的值作为闭环误差来控制光纤陀螺主闭环中数模转换器和驱动电路的增益Kg1，是一个非线性系统，第二个闭环的设计考虑光纤陀螺的主闭环误差，考虑到ηi的影响，通过变量替换将集成光学相位调制器增益跟踪系统转化为具有不确定性和随机扰动的线性系统，使得集成光学相位调制器增益跟踪系统的模型更加精确，将ΔI2π写为：



其中表示由不等式η1≠η2≠η3≠η4引起的参数不确定性，为1-cosηi；因为闭环误差ηi≠0，i＝1,2,3,4，Δkμ表示由μ、ω引起的参数不确定性，ω是跟踪系统的随机扰动，假设E{ω}＝0，E{·}代表数学期望，ρ(k)＝-2I0sinμπcos[π(1+μ)/4]＝-2I0sinμπ(k+Δkμ)，I0为光信号的基本光强。


3.根据权利要求1所述的一种基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法，其特征在于：所述的第二步，建立集成光学相位调制器增益漂移的跟踪系统，所述的跟踪系统的控制方程表示为：
x(k+1)＝Mx(k)+NΔI2π
f(k)＝Kcx(k)
其中x(k)∈Rn是状态变量，Rn是n维列向量，f(k)是系统输出，Kc∈R1×n是反馈增益矩阵，R1×n表示1行n列的行向量，ΔI2π代表由温度波动引起的集成光学相位调制器增益的误差信号，


4.根据权利要求3所述的一种基于四态调制的集成光学相位调制器系数跟踪方法，其特征在于：
根据闭环反馈原理，将所述的集成光学相位调制器增益闭环系统的动态方程写为：x(k+1)＝Ax(k)-Bkf(Kcx(k))+Cw(k)，其中：x...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，苏森，
申请(专利权)人：安徽华驰动能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34