一种磁控光纤陀螺及其闭环控制方法技术

本发明专利技术公开了一种磁控光纤陀螺及其闭环控制方法，所述磁控光纤陀螺包括光源、光电探测器、电磁调制器、光纤耦合器、分束器、光纤环、信号放大电路、AD转换器和数字信号处理器，电磁调制器包括电磁线圈、电磁传感器、电磁控制器和电磁驱动器，电磁线圈与光纤环同轴缠绕，电磁传感器电连接电磁控制器的第一输入端，电磁控制器的输出端依次电连接电磁驱动器和电磁线圈，电磁传感器的第二输入端电连接数字信号处理器的一个输出端口。本发明专利技术通过电磁调制器利用光纤环的法拉第效应使对光纤环内的两束分光进行调制，使两束分光产生相位差，从而取代了集成光学调制器，相较于采用集成光学调制器的光纤陀螺，本发明专利技术的光纤陀螺可以实现进一步小型化。一步小型化。一步小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种磁控光纤陀螺及其闭环控制方法


[0001]本专利技术涉及光纤陀螺
，尤其涉及一种磁控光纤陀螺及其闭环控制方法。

技术介绍

[0002]与激光陀螺相比，光纤陀螺仪不需要光学镜的高精度加工、光腔的严格密封和机械偏置技术，能够有效地克服激光陀螺的闭锁现象，具有结构简单、价格低、体积小、重量轻等特点，从市场化角度看，光纤陀螺具有全面替代传统陀螺的发展趋势。
[0003]随着光电子器件的集成化水平提高，光纤陀螺小型化已经取得了一定的成绩，集成光学调制器的尺寸成为限制光纤陀螺进一步小型化的主要因素。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种磁控光纤陀螺及其闭环控制方法，通过电磁调制器取代集成光学调制器，解决了集成光学调制器的尺寸成为限制光纤陀螺进一步小型化的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，第一方面，本专利技术提出了一种磁控光纤陀螺，包括光源、光电探测器和电磁调制器，所述光源依次连接光纤耦合器、分束器和光纤环组成反馈光路，光电探测器的一端连接光纤耦合器的一个端口，光电探测器的另一端依次连接信号放大电路、AD转换器和数字信号处理器，所述电磁调制器包括电磁线圈、电磁传感器、电磁控制器和电磁驱动器，所述电磁线圈与所述光纤环同轴缠绕，与所述电磁传感器共同密封在磁屏蔽材料内，所述电磁传感器电连接所述电磁控制器的第一输入端，所述电磁控制器的输出端依次电连接所述电磁驱动器和所述电磁线圈，所述电磁传感器的第二输入端电连接所述数字信号处理器的一个输出端口。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进：
[0007]所述电磁传感器设于所述电磁线圈与所述光纤环的中间。
[0008]第二方面，本专利技术还提供了一种磁控光纤陀螺的闭环控制方法，所述磁控光纤陀螺的闭环控制方法应用于第一方面所述的磁控光纤陀螺。
[0009]作为上述闭环控制方法的进一步改进：
[0010]所述磁控光纤陀螺的闭环控制方法具体包括以下步骤：
[0011]S1：光源发出的光信号经过光纤耦合器后分成功率相等的两束光；
[0012]S2：其中一束光经过分束器分为两束分光进入光纤环；
[0013]S3：电磁调制器利用光纤环的法拉第效应，通过电磁线圈产生电磁信号对进入光纤环内的两束分光进行调制，使两束分光产生相位差。
[0014]还包括以下步骤：
[0015]S4：通过电磁传感器检测光纤环周围的环境磁场强度，将磁场强度信号作为误差信号反馈给电磁控制器；
[0016]S5：电磁控制器根据反馈的磁场强度误差信号输出相应的磁控电流，磁控电流作用在电磁线圈上生成相应强度的磁场，该磁场与环境磁场相互抵消，使光纤环周围的磁场
趋近于0。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术的一种磁控光纤陀螺及其闭环控制方法，通过电磁调制器使光纤环内部产生磁场，利用光纤环的法拉第效应使对光纤环内的两束分光进行调制，使两束分光产生相位差，从而取代了集成光学调制器，相较于采用集成光学调制器的光纤陀螺，本专利技术的光纤陀螺可以实现进一步小型化。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1是本专利技术优选实施例的磁控光纤陀螺的结构示意图。
[0021]图中各标号表示：
[0022]1、光源；2、光纤耦合器；3、分束器；4、光纤环；5、光电探测器；6、信号放大电路；7、AD转换器；8、数字信号处理器；9、电磁调制器；901、电磁线圈；902、电磁传感器；903、电磁控制器；904、电磁驱动器。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0024]此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0025]还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
[0026]实施例1，一种磁控光纤陀螺。
[0027]如图1所示，本实施例的磁控光纤陀螺，包括光源1、光电探测器5和电磁调制器9，光源1依次连接光纤耦合器2、分束器3和光纤环4组成反馈光路，光电探测器5的一端连接光
纤耦合器2的一个端口，光电探测器5的另一端依次连接信号放大电路6、AD转换器7和数字信号处理器8，电磁调制器9包括电磁线圈901、电磁传感器902、电磁控制器903和电磁驱动器904，电磁线圈901与光纤环4同轴缠绕，与电磁传感器902共同密封在磁屏蔽材料内，电磁传感器902电连接电磁控制器903的第一输入端，电磁控制器903的输出端依次电连接电磁驱动器904和电磁线圈901，电磁传感器902的第二输入端电连接数字信号处理器8的一个输出端口。
[0028]本实施例中，电磁线圈901与光纤环4同轴缠绕，与电磁传感器902共同密封在磁屏蔽材料内，减少电磁线圈901产生的磁场向外辐射，电磁传感器902设于电磁线圈901与光纤环4的中间，使电磁传感器902检测到的磁信号对于整个光纤环4而言是最为平均的。
[0029]本实施例的工作原理：光源1发出的光信号经过光纤耦合器2后分成功率相等的两束光，其中一束光经过分束器3分为两束分光进入光纤环4，另一束光成为耦合器空头，电磁调制器9利用光纤环4的法拉第效应，通过电磁线圈901控制电磁驱动器904驱动电磁线圈901产生电磁信号对进入光纤环4内的两束分光进行调制，使两束分光产生相位差，从而实现对集成光学调制器的替代，光电探测器5获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁控光纤陀螺，其特征在于，包括光源(1)、光电探测器(5)和电磁调制器(9)，所述光源(1)依次连接光纤耦合器(2)、分束器(3)和光纤环(4)组成反馈光路，光电探测器(5)的一端连接光纤耦合器(2)的一个端口，光电探测器(5)的另一端依次连接信号放大电路(6)、AD转换器(7)和数字信号处理器(8)，所述电磁调制器(9)包括电磁线圈(901)、电磁传感器(902)、电磁控制器(903)和电磁驱动器(904)，所述电磁线圈(901)与所述光纤环(4)同轴缠绕，与所述电磁传感器(902)共同密封在磁屏蔽材料内，所述电磁传感器(902)电连接所述电磁控制器(903)的第一输入端，所述电磁控制器(903)的输出端依次电连接所述电磁驱动器(904)和所述电磁线圈(901)，所述电磁传感器(902)的第二输入端电连接所述数字信号处理器(8)的一个输出端口。2.根据权利要求1所述的磁控光纤陀螺，其特征在于，所述电磁传感器(902)设于所述电磁线圈(901)与所述光纤环(4)的中间。3.一种磁控光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧鹏，王已熏，冯毅，丁华东，李泽，
申请(专利权)人：株洲菲斯罗克光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：