一种方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法技术

本发明专利技术涉及光纤陀螺技术领域，具体涉及一种方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法，包括：S1，将光纤陀螺软件调整为参数调整模式；S2，给光纤陀螺施加预设的虚拟转速，并以虚拟转速为闭环反馈量生成数字阶梯波；S3，采集数字阶梯波复位前后的探测器信号差值后，计算2π电压误差信息，并通过2π电压误差信息进行2π电压参数的调整；S4，分析S3中进行2π电压参数调整时，调整量是否小于预设的调整阈值，若小于则转到S5，若不小于则返回S2；S5，完成参数调整，将光纤陀螺软件切换到解算工作模式。本方法在高温或低温的环境条件下，仍可以快速实现陀螺仪的2π电压参数的校准，保证陀螺仪2π电压参数校准的稳定性和快速性。螺仪2π电压参数校准的稳定性和快速性。螺仪2π电压参数校准的稳定性和快速性。

A method for adjusting 2 \u03c0 voltage parameters of square wave modulated fiber optic gyroscope at full temperature startup

【技术实现步骤摘要】
一种方波调制光纤陀螺全温启动2
π
电压参数调整方法


[0001]本专利技术涉及光纤陀螺
，具体涉及一种方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法。

技术介绍

[0002]光纤陀螺是惯性导航系统的核心器件，利用光纤陀螺提供的旋转角速度信息可以完成载体的姿态解算。在各类光纤陀螺中，基于数字阶梯波反馈的闭环光纤陀螺由于精度高、动态范围大、非线性度好等优点，得到了广泛的应用。
[0003]光纤陀螺的精度，与零偏和标度因数这两个参数的关系较大，而零偏及标度因数这两个参数会随着温度环境的变化而发生变化。研究发现，集成光学调制器(Y波导)的2π电压随着温度的变化，是引起光纤陀螺的零偏和标度因数这两个参数漂移的重要原因之一。因此，根据光纤陀螺中2π电压的变化，对电路中的2π电压参数进行伺服调整，对于抑制光纤陀螺的温度漂移具有重要意义。目前，本领域的常用方法是监测光纤陀螺2π电压误差，并根据误差进行2π电压参数的调整，这项技术被称为2π电压参数伺服调整技术。2π电压参数伺服调整技术的引入使得光纤陀螺能够根据温度的变化伺服调整2π电压参数，使其始终保持准确，适应不同温度需求。
[0004]由于数字阶梯波的特性(不能无限上升或下降)，当数字阶梯波超过设定的上限或下限时，必然要进行复位，即，超过上限时减去预设的复位值，超过预设下限时加上预设的复位值。因此，在方波调制的光纤陀螺中，2π电压误差信息是依据数字阶梯波复位前后的探测器差值运算而来。该探测器信号差值，即数字阶梯波超过上限时减去的复位值，或者超过下限时增加的复位值。为了统筹考虑光纤陀螺的全温温度范围需求，2π电压参数的初始值一般是给定的常温准确值。
[0005]但在实际工作中，如果在低温或高温温度环境下，光纤陀螺工作在低转速或无转速(敏感轴指向东/西)，此时启动光纤陀螺，一方面由于温度偏离常温，会出现2π电压参数不准的情况；另一方面，由于转速低使得数字阶梯波需要很长时间复位或不复位，还会出现2π电压误差信息不能及时获取的情况。这时，就无法伺服调整2π电压参数，从而会对光纤陀螺的精度有一定影响。
[0006]因此，当光纤陀螺处于较高或较低的环境温度时，如何在启动阶段快速完成2π电压参数的调整，以保证光纤陀螺的精度，成为了目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法，即使在低温或高温的温度环境下，也能在启动阶段快速调整2π电压参数，保证光纤陀螺的精度。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0009]一种方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法，包括以下步骤：
[0010]S1，将光纤陀螺软件调整为参数调整模式，执行步骤S2；
[0011]S2，给光纤陀螺施加预设的虚拟转速，并以虚拟转速为闭环反馈量生成数字阶梯波；
[0012]S3，采集数字阶梯波复位前后的探测器信号差值，并计算2π电压误差信息，再通过2π电压误差信息进行2π电压参数的调整；
[0013]S4，分析S3中进行2π电压参数调整时，调整量是否小于预设的调整阈值，若小于则转到S5，若不小于则返回S2；
[0014]S5，完成参数调整，将光纤陀螺软件切换到解算工作模式，对光纤陀螺的旋转角速度进行解算。
[0015]优选地，S2中，所述虚拟转速为预设的固定转速值。
[0016]优选地，S5中，将光纤陀螺软件切换到解算工作模式后，以奇偶采样差值为闭环反馈量生成数字阶梯波。
[0017]优选地，S5中，以奇偶采样差值为闭环反馈量进行数字阶梯波的复位时，奇偶采样差值的计算式为：
[0018]ΔP＝P
‑
‑
P
+
＝P
0 sinΦ0sinΦ
S
；
[0019]其中，ΔP表示奇偶采样差值，P
‑
表示负调制的半周期内的采样值，P
+
表示正调制的半周期内采样值；Φ
S
表示旋转引起的相位差，P0表示光纤陀螺绝对静止时(Φ
S
＝0)到达探测器的光功率，Φ0为方波调制幅度。
[0020]优选地，S5中，奇偶采样差值为闭环反馈量进行数字阶梯波的复位时，奇偶采样值为：
[0021]其中，Φ
f
为闭环反馈相位。
[0022]优选地，闭环反馈相位Φ
f
满足条件Φ
f
＝
‑
Φ
S
。
[0023]优选地，所述数字阶梯波复位时，探测信号的计算式为式中，
[0024]其中，τ为光波在光纤环中传输一周的时间；
[0025]Φ
fw
＝Φ
f
±
2π*k；其中，k为正整数。
[0026]优选地，所述Φ
fw
的计算式中正负号的取法为：当Φ
f
为正时，取负号；当Φ
f
为负时，取正号。
[0027]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0028]1.使用本方法，当光纤陀螺上电启动后，在启动期间，光纤陀螺软件首先会进入参数调整模式，并给光纤陀螺施加预设的虚拟转速，使得数字阶梯波快速复位，并通过采集复位前后的探测器信号差值计算2π电压误差信息，再进行2π电压参数的调整。从而实现2π电压误差的快速调整。这样，即使是在低温或高温的温度环境下，也能在启动阶段快速调整2π电压参数，保证光纤陀螺的精度。测试结果表明，即使在低温或高温的温度环境下，本申请
仍能够在2秒内实现陀螺仪的2π电压参数的校准。使用本方案，可保证陀螺仪2π电压参数校准的稳定性和快速性。
[0029]2.通过分析S3中进行2π电压参数调整时，调整量的数值，可以对光纤陀螺2π电压参数进行分析，如果调整量是否小于预设的调整阈值，则说明此时2π电压参数已经准确，即，光纤陀螺已经能够正常工作。因此，2π电压参数调整任务结束，将光纤陀螺软件切换为解算工作模式，对光纤陀螺的旋转角速度进行解算，通过这样的方式，合理的利用光纤陀螺软件的运算能力，使其在各个阶段均能够发挥对应的效果。
附图说明
[0030]为了使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：
[0031]图1为实施例中方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法的流程图。
具体实施方式
[0032]下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
[0033]实施例
[0034]为了便于理解本申请的原理，先对光纤陀螺闭环原理，以及数字阶梯波闭环反馈实现原理进行说明。
[0035](一)光纤陀螺闭环原理
[0036]方波调制下到达探测器光功率可用下式表达：
[0037][0038]式中：P0为光纤陀螺绝对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将光纤陀螺软件调整为参数调整模式，执行步骤S2；S2，给光纤陀螺施加预设的虚拟转速，并以虚拟转速为闭环反馈量生成数字阶梯波；S3，采集数字阶梯波复位前后的探测器信号差值，并计算2π电压误差信息，再通过2π电压误差信息进行2π电压参数的调整；S4，分析S3中进行2π电压参数调整时，调整量是否小于预设的调整阈值，若小于则转到S5，若不小于则返回S2；S5，完成参数调整，将光纤陀螺软件切换到解算工作模式，对光纤陀螺的旋转角速度进行解算。2.如权利要求1所述的方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法，其特征在于：S2中，所述虚拟转速为预设的固定转速值。3.如权利要求1所述的方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法，其特征在于：S5中，将光纤陀螺软件切换到解算工作模式后，以奇偶采样差值为闭环反馈量生成数字阶梯波。4.如权利要求3所述的方波调制光纤陀螺全温启动2π电压参数调整方法，其特征在于：S5中，以奇偶采样差值为闭环反馈量进行数字阶梯波的复位时，奇偶采样差值的计算式为：ΔP＝P
‑
‑
P
+
＝P
0 sinΦ0sinΦ
S
；其中，ΔP表示奇偶采样差值，P
‑
表示负调制的半周...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光辉，
申请(专利权)人：重庆华渝电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：