一种谐振式光学陀螺仪激光频率锁定伺服控制方法技术

本发明专利技术属于光学陀螺仪技术领域，公开了一种谐振式光学陀螺仪激光频率锁定伺服控制方法。包括：步骤1、对谐振式光学陀螺仪激光频率锁定闭环控制系统进行传递函数简化，得到简化的控制系统状态方程系数矩阵；步骤2、根据简化的控制系统状态方程系数矩阵，确定激光频率锁定伺服控制器切换函数；步骤3、确定变结构伺服控制器的控制函数，并计算得到使控制系统稳定的控制参数选取范围；步骤4、对谐振式光学陀螺仪激光频率锁定闭环控制系统的伺服控制器进行建模仿真，得到变结构伺服控制器的最优控制参数。解决了谐振式光学陀螺仪激光频率锁定控制系统所需的同时具备优良的控制性能和高的抗干扰能力的伺服控制要求。抗干扰能力的伺服控制要求。抗干扰能力的伺服控制要求。

【技术实现步骤摘要】
一种谐振式光学陀螺仪激光频率锁定伺服控制方法


[0001]本专利技术属于光学陀螺仪
，尤其涉及一种谐振式光学陀螺仪激光频率锁定伺服控制方法。

技术介绍

[0002]谐振式光学陀螺仪具有高动态响应、大动态范围、抗电磁干扰、标度因数稳定、不受加速度影响等一系列优点，是惯性陀螺仪向高精度、小型化发展的重要方向之一。对于谐振式光学陀螺仪激光频率锁定伺服控制，目前研究人员普遍采用传统的PID控制方法，该方法较为简便，但存在优良的控制性能和高的抗干扰能力之间的矛盾，即传统的PID控制系统设计在追求优良的控制参数时，冲击、振动或主动跳模、陀螺转动等引入控制系统的外部干扰会引发激光器频率脱锁定，使陀螺系统丧失功能，不能满足谐振式光学陀螺仪激光频率锁定所需的同时具备优良的控制性能和高的抗干扰能力的伺服控制要求。
[0003]为提升谐振式光学陀螺仪激光频率锁定伺服控制器的控制性能和高的抗干扰能力，2020年10月，李素玲等人在南昌大学学报发表了基于模糊PI控制的激光器频率跟踪锁定技术，该方案虽能改善谐振式光学陀螺仪激光频率锁定的锁定精度，但其抗干扰能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振式光学陀螺仪激光频率锁定伺服控制方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、对谐振式光学陀螺仪激光频率锁定闭环控制系统进行传递函数简化，得到简化的控制系统状态方程系数矩阵；步骤2、根据简化的控制系统状态方程系数矩阵，确定激光频率锁定伺服控制器切换函数；步骤3、确定变结构伺服控制器的控制函数，并计算得到使控制系统稳定的控制参数选取范围；步骤4、对谐振式光学陀螺仪激光频率锁定闭环控制系统的伺服控制器进行建模仿真，得到变结构伺服控制器的最优控制参数。2.根据权利要求1所述的一种谐振式光学陀螺仪激光频率锁定伺服控制方法，其特征在于，步骤1中，在谐振式光学陀螺仪中，可调谐半导体激光器产生的光通过Y波导调制后经耦合器入射到光学谐振腔，产生谐振光，谐振光通过耦合器出射到光电探测器PD进行光电转化，对信号进行解调处理得到控制系统误差信号，误差信号经过伺服控制器作用于激光器，形成激光频率锁定闭环控制回路。3.根据权利要求2所述的一种谐振式光学陀螺仪激光频率锁定伺服控制方法，其特征在于，将光学Sagnac谐振系统频率偏差的传递简化为系数为K的比例环节传递，其中外界对光学Sagnac谐振系统的扰动用f
M
表示；光电转化过程会对信号进行隔直处理，可等效为一阶高通滤波，用HPF函数表示；解调过程对信号进行低通滤波处理，可用一阶低通滤波LPF函数表示；激光器对频率偏差u进行积分，可表示为积分环节1/s；得到控制系统状态方程系数矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凡，李俊，蓝士祺，雷兴，曹耀辉，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：