一种基于多元温度场的光纤陀螺温度漂移补偿装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于多元温度场的光纤陀螺温度漂移补偿装置及方法。该光纤陀螺温度漂移补偿装置包括：热成像仪，用于分析光纤陀螺温度场实际分布；温度传感器，用于测量光纤环或壳体温度；多通道AD温度采集板，将模拟信号转化为数字信号并打包输出；补偿计算机，用于漂移分解及多元温度信息计算，并进行温度漂移模型训练、预测及补偿。该光纤陀螺温度漂移补偿方法包括：根据温度场分布确定温度传感器数量与贴附位置；获取陀螺漂移，使用变分模态分解(VMD)提取温度漂移；计算多元温度信息，包括测点温度、测点温度变化率以及测点间温度梯度；基于多元温度信息和SVM/SVR训练光纤陀螺温度漂移模型，进行预测并补偿输出。进行预测并补偿输出。进行预测并补偿输出。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多元温度场的光纤陀螺温度漂移补偿装置及方法


[0001]本专利技术属于光纤陀螺领域，涉及信号采集及数字处理方法，尤其涉及一种基于多元温度场的光纤陀螺温度漂移补偿装置及方法。

技术介绍

[0002]光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的光纤环型惯性传感器，具有成本低、可靠性高、动态范围广、发展空间大等特点，广泛应用于战术武器、飞行器、舰船和消费市场等领域。然而由于光纤陀螺常工作在恶劣环境下，光纤环圈易受环境温度影响产生非互异性误差，带来与温度强相关的陀螺漂移。
[0003]目前已有的光纤陀螺温度漂移和补偿方法包括最小二程拟合(LSF)、多种神经网络建模以及支持向量机/支持向量回归(SVM/SVR)建模，但这些方法存在着一定的缺陷。LSF模型简单、易在工程中实现，但非线性回归能力弱；神经网络建模非线性逼近能力强，但环境适应性差，会出现“过拟合”现象；SVM/SVR非线性逼近强，可克服“过拟合”现象，有较好的泛化能力，但易受样本数据中非温度噪声的影响。随着光纤陀螺精度的不断提高，为了保证环境适应性，温度漂移建模和补偿成为了亟需解决的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多元温度场的光纤陀螺温度漂移补偿装置，其特征在于，所述装置包括：热成像仪，用于检测和分析光纤陀螺在变温环境中的温度场实际分布；温度传感器，用于测量贴附点处光纤环或壳体的温度；多通道AD温度采集板，将模拟信号转化为数字信号，并将数据打包发送至补偿计算机；补偿计算机，用于漂移分解及多元温度信息计算，并进行温度漂移模型训练、预测及补偿。2.根据权利要求1所述的一种基于多元温度场的光纤陀螺温度漂移补偿装置，其特征在于：所述温度传感器选用模拟式温度传感器，其具有体积小、精度高、量程大、可靠性高、易安装等优势，并根据温度场实际分布在等温线/等温面区分较为明显位置贴附温度传感器。3.根据权利要求1所述的一种基于多元温度场的光纤陀螺温度漂移补偿装置，其特征在于：所述补偿计算机一方面用于测量光纤陀螺的漂移原始数据，使用VMD分解和样本熵判断提取出陀螺温度漂移；另一方面根据温度数据计算多元温度信息，包括测点温度、测点温度变化率和测点间的温度梯度；以及用于温度漂移模型训练、预测和补偿。4.一种基于多元温度场的光纤陀螺温度漂移补偿方法，其特征在于，所述温度漂移补偿方法包括：步骤1，使用热成像仪或其他温度成像装置检测并分析被测光纤陀螺温度场的实际分布；步骤2，根据温度场分布，在光纤陀螺光纤环或壳体表面贴附多路模拟式温度传感器；步骤3，确定变温方案，对光纤陀螺进行变温试验，得到陀螺漂移与每个测点温度；步骤41，根据变温试验陀螺漂移输出，采用变分模态分解(VMD)和样本熵去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，赵肖熙，刘豪，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：