[發明專利]一種光纖陀螺的跨條紋修正方法

有效

• 申請號: 201810681497.6
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108871309B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 張慶偉;高楓;徐文強
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天紅峰控制有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;G01C25/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 趙偉

本發明公開了一種光纖陀螺的跨條紋修正方法，包括以下步驟：S1：采集高精度光纖陀螺在預設的環路增益K條件下的角速度誤差數據Δω；S2：對角速度誤差數據Δω進行FFT分析，得到高精度光纖陀螺的主要諧振響應頻率f_g及響應幅值A_g；S3：根據高精度光纖陀螺的帶寬與諧振響應頻率f_g確定動態環路增益K2；S3：根據諧振響應頻率f_g確定靜態環路增益K1；S5：根據響應幅值Ag設置光纖陀螺角速度誤差閾值Δω_v；S6：根據角速度誤差數據Δω與角速度誤差閾值Δω_v的大小關系設置環路增益K為靜態環路增益K1或動態環路增益K2，并返回步驟S1；本發明通過閉環反饋算法對光纖陀螺的環路增益進行實時控制，解決惡劣動態環境下由光纖陀螺固有特性引起的跨條紋問題，保證光纖陀螺輸出的可靠性。

技術領域

本發明屬于光纖陀螺技術領域，更具體地，涉及一種高精度光纖陀螺的跨條紋修正方法。

背景技術

光纖陀螺是一種基于Sagnac效應的角速率傳感器，由于其成本低、工藝簡單、可靠性高、抗沖擊振動能力強，其應用前景備受重視，已經成為主流的角速率傳感器之一。目前光纖陀螺主要通過增大光纖環有效直徑以及加長光纖環長度提高測量精度，導致其單條紋工作區間減小，在大量級振動、沖擊條件等惡劣動態環境下容易產生跨條紋現象，使光纖環工作在錯誤的條紋區間，這限制了光纖陀螺在對動態環境要求較高領域的應用。

目前，針對光纖陀螺的跨條紋問題主要有以下幾種解決方法：基于MEMS陀螺輔助進行跨條紋修正、基于雙光纖環進行跨條紋修正、根據光強判斷條紋等級進行跨條紋修正等方法；其中，基于MEMS陀螺輔助進行跨條紋修正方法中，由于采用的MEMS陀螺精度較低且環境適應性差，容易產生條紋誤判風險，另外還需增加專門的供電和采集電路，不利于光纖陀螺的小型化發展；基于雙光纖環進行跨條紋修正方法中，需要額外增加一套光路和電路，增加了產品成本、體積和質量風險；根據光強判斷條紋等級進行跨條紋修正方法中，需要采用寬帶光源不利于光纖陀螺標度穩定性，并且僅能進行零級和一級條紋判斷，對高階條紋判斷不準。因此以上跨條紋修正方法均存在一定的局限性。

發明內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本發明提供了一種光纖陀螺的跨條紋修正方法，其目的在于解決現有的修正方法存在的修正精度低、產品結構復雜、成本高體積大的問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種光纖陀螺的跨條紋修正方法，包括以下步驟：

S1：實時采集高精度光纖陀螺在預設的環路增益K條件下的2τ內的角速度誤差數據Δω；

S2：對所述角速度誤差數據Δω進行FFT分析，得到高精度光纖陀螺的主要諧振響應頻率f_g及響應幅值A_g；

S3：根據高精度光纖陀螺的帶寬B與所述諧振響應頻率f_g確定光纖陀螺的動態環路增益K2；

2πB≤K2≤2π/f_g

S4：根據所述諧振響應頻率f_g確定光纖陀螺的靜態環路增益K1；

K12π/f_g

S5：根據所述響應幅值A_g設置光纖陀螺2τ內的角速度誤差閾值Δω_v，

Δω_v＝k_xA_g

其中，kx為比例系數，取值范圍為0kx1；

S6：根據角速度誤差數據Δω與所述角速度誤差閾值Δω_v的大小關系設置所述環路增益K為靜態環路增益K1或動態環路增益K2，并返回步驟S1。