分享到:

四频差动激光陀螺左右旋模式光学解调分离方法研究

1引言激光陀螺是一种精密的光学角速度传感器,自20世纪60年代发展起来已进入实用阶段,广泛应用于军事和民用领域。采用法拉第偏频和非共面谐振腔的四频差动激光陀螺(MRLG)是新一代激光陀螺,具有全固态、腔内元件少、灵敏度高等优点[1-2]。美国Northrop Grumman公司研制生产的MRLG(Zero-lockTMLaser Gyro)已广泛应用于西方现役装备,如F-22战斗机、RQ-4无人机、C-130运输机等[3-4]。目前国内对MRLG的研究也已进入工程研制阶段,但其水平与美国相比仍存在较大差距。有很多工程问题需要解决,其中之一就是光学解调技术。光学解调是基于MRLG输出光圆偏振特性,采用光学器件实现左右旋模式光的分离,同时左右旋顺、逆时针光分别组成左旋模式拍频和右旋模式拍频,分别读出进而获得差动输出[5]。光学解调具有可靠性高、后端电路简单、解调带宽大等优势,因此在MRLG上得到了广泛应用。国内外文献[5-6]在光学...  (本文共6页) 阅读全文>>

《仪器仪表学报》2013年06期
仪器仪表学报

机抖激光陀螺压电陶瓷驱动器参数设计

1引言激光陀螺集精度高、可靠性好、体积小、重量轻、测量范围大等特点于一身,已经在航空、航天、航海等领域取得大量成熟应用[1-3]。在激光陀螺中,由于背向散射和非均匀损耗的存在,当输入转速低于某一阈值时,两束相向运动的光频会变得同步,使得激光陀螺无输出信号,此现象被称为激光陀螺的闭锁效应[4-5]。为了消除闭锁效应,激光陀螺常采用机械抖动偏频方案。利用压电陶瓷驱动器与弹簧辐条构成振子,在压电陶瓷驱动器上加入周期性的电信号,驱动弹簧辐条周期性的来回抖动,使激光陀螺工作在锁区之外,同时利用施加伪随机噪声的方法减小动态锁区[6-7]。在机抖激光陀螺的设计中,抖动结构的设计十分关键。文献[8-10]介绍了几种典型的抖动结构,但其设计方法大多依赖于经验;文献[11]研究了抖动机构的设计方法;文献[12-13]采用有限元分析方法研究了激光陀螺抖动机构的振动特性。激光陀螺主要由陀螺腔体、抖动机构和安装盒组成,在实际工作时,通过压电陶瓷驱动器的压...  (本文共6页) 阅读全文>>

《激光技术》2013年02期
激光技术

小型低成本激光陀螺标度因数与温度关系研究

引言环形激光陀螺(ring laser gyroscope,RLG)自从完成实用化以来就一直朝着两个方向发展:一个方向是精度更高、稳定性更好、可靠性更高;另一个方向是体积更小、价格更便宜、结构更简单的小型化应用[1]。小型化为近一步降低陀螺成本提供了巨大的空间,是激光陀螺发展的一大趋势。目前,国外以Honeywell的GG1308为小型低成本激光陀螺的代表,采用BK-7级玻璃,通过镜片、电极烧结工艺一次成型,边长只有20.3mm[2],体积小于2立方英寸,而成本很低。国内关于小型低成本激光陀螺的研究则很少,此种陀螺相对于采用微晶玻璃材料制作的陀螺,最大的特点是体积小、重量轻、成本低,十分适合在要求体积小、费用低的稳定和控制应用上使用。一般来说,温度对陀螺的影响是多方面的。当陀螺工作时,本身会发热,使陀螺温度高出环境温度;当环境温度改变时,陀螺温度又会有一定的滞后,造成温度场的平衡过程十分复杂;温度变化时,材料会发生热胀冷缩,造成...  (本文共4页) 阅读全文>>

《北京航空航天大学学报》2013年04期
北京航空航天大学学报

机抖激光陀螺误差输出特性的分析

激光陀螺是20世纪60年代问世的激光技术和Sagnac效应相结合而产生的高性能的角速度敏感器件.它的工作方式和传统的转子陀螺不同,它利用环形谐振内顺时钟与逆时钟两反向行波的谐振频率差(拍频)正比于外部输入转速,通过对拍频的测量从而获知陀螺相对于惯性空间的转速.与传统的转子陀螺相比,具有反应速度快、动态测量范围宽、线性度好、动态范围小、高精度、高可靠性等优点[1-2].因此,激光陀螺自问世以来在惯性导航等领域得到了广泛的应用.机抖激光陀螺是各种激光陀螺中最早进入实用,是目前使用最为广泛的激光陀螺.对机抖激光陀螺而言,抖动参数(包括抖动角幅度及抖动角速率)的选择直接影响着机抖激光陀螺的测量精度.抖动参数偏小,起不到偏频效果;抖动参数偏大,陀螺输出误差较大,且会带来工程技术实现上的难题.据此,本文深入分析了抖动参数对机抖激光陀螺误差输出特性-偏置误差、刻度因子误差及角随机游走误差的影响.这对于陀螺设计时最佳抖动参数的选择、提高陀螺的精...  (本文共5页) 阅读全文>>

《导航与控制》2018年04期
导航与控制

某型激光陀螺寿命分析与改进

0引言激光陀螺原理基于Sagnac效应,具有高精度、高可靠等优点,已成为精密的惯性传感器件1并广泛应用。20世纪70年代末期,美国Honeywell公司突破了激光陀螺技术,经过近40年的发展,国外激光陀螺技术已经非常成熟,形成了一系列各具特色、从低精度到高精度完整覆盖的系列化产品。我国激光陀螺技术于20世纪90年代末取得了突破,此后以二频机抖式激光陀螺为代表的高性能陀螺仪发展迅猛,已经全面应用到运载火箭、导弹武器、战机、舰船、定位定向和卫星飞船等领域。随着型号应用的增多和使用要求的不断提高,我国激光陀螺研究正从初期的重视精度性能研究,转向加强可靠性和寿命方面的研究。据报道,国外以GG1342、GG1320为代表的高性能激光陀螺存储寿命已经普遍高达30年,工作寿命达到2×105h,平均无故障时间MTBF达1.5×105h。我国激光陀螺发展成熟较晚,寿命指标只是基于设计分析和短期工程验证,缺乏准确、长久的数据支撑。此外,陀螺寿命相关...  (本文共5页) 阅读全文>>

《中国惯性技术学报》2016年06期
中国惯性技术学报

机抖激光陀螺敏感轴动态偏移误差参数估计与补偿

机抖激光陀螺以其特有的优势在捷联式惯性导航系统中得到了广泛应用。捷联式惯性导航系统由于与载体直接固联,惯性器件直接敏感载体的运动,因此对惯性器件的性能提出了更高的要求。影响捷联式惯导系统导航精度的原因很多,除了安装误差、标度因数误差、惯性器件的零位误差外,运载体线振动、角振动造成的动态误差也是很重要的因素。为了减小振动对机抖激光陀螺捷联惯导系统的影响,需要合理设计减振结构[1-4]。在充分减振的基础上,振动环境下惯导系统的精度仍迅速下降,产生了明显的姿态漂移,即使将姿态解算频率提高到4000Hz,导航误差仍然没有得到改善。文献[5]中对俄罗斯Cyclone 4运载火箭的机抖激光陀螺捷联惯导系统的随机振动试验测试也表明,振动环境下,激光陀螺可能存在与高频振动分量相关的误差。由于机抖激光陀螺存在活动部件抖轮[6],加速度作用下抖动轴弯曲,形成等效安装偏差,进而产生等效陀螺漂移。针对这种情况,文献[7-9]重新设计了机抖激光陀螺抖轮的...  (本文共5页) 阅读全文>>