[發明專利]一種光纖陀螺本征頻率的在線跟蹤方法及系統

有效

• 申請號: 202110107350.8
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112697125B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 張慶偉;陳地;鄧衛林
• 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: 張英

1.一種光纖陀螺本征頻率的在線跟蹤方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取的光纖陀螺本征頻率τ和頻率生成器的賦值，輸入頻率生成器的賦值以輸出對應的閉環控制回路時鐘，將閉環控制回路時鐘發送至邏輯處理器；

邏輯處理器基于閉環控制回路時鐘并依據光纖陀螺本征頻率τ生成對應的不對稱四態方波信號和鋸齒波信號，將兩個信號疊加得到調制信號，其中，不對稱四態方波信號的周期為2τ，每個周期中相位浮動為±φ的持續時間為相位浮動為2π±φ的持續時間為鋸齒波信號的周期為τ，每個周期中幅值從0上升到最大幅值的總時間為保持幅值為0的時間為

調制信號經過光纖陀螺的閉環控制回路傳輸后，被邏輯處理器接收得到待解調信號，解調待解調信號獲取本征頻率誤差值，解調過程包括：同一個周期內的第一個周期和第四個周期的信號相減解調得到本征頻率誤差值和角速度誤差值的疊加值，同一個周期內的第二個周期和第五個周期的信號相減解調得到相同調制相位下的角速度誤差值，所述疊加值減去相同調制相位下的角速度誤差值得到本征頻率誤差值；

利用本征頻率誤差值更新頻率生成器的賦值和獲取的光纖陀螺本征頻率，重復迭代上述步驟直至達到迭代終止條件，輸出迭代終止時獲取的光纖陀螺本征頻率。

2.如權利要求1所述的一種光纖陀螺本征頻率的在線跟蹤方法，其中，所述光纖陀螺包括依次連接的ASE光源、光纖耦合器、集成光學相位調制器和光線敏感環，其中，光纖耦合器的反饋端依次通過光電探測器、前置放大器和模數轉換器后輸入至邏輯處理器的信號接收端，集成光學相位調制器的控制端依次通過緩沖放大器和數模轉換器后連接至邏輯處理器的信號發送端。

3.如權利要求2所述的一種光纖陀螺本征頻率的在線跟蹤方法，其中，光纖陀螺本征頻率和頻率生成器的賦值的初始值獲取過程包括：獲取光纖陀螺的初始渡越時間作為光纖陀螺本征頻率τ的初始值，并依據所述初始渡越時間獲取頻率生成器的賦值的初始值。

4.如權利要求3所述的一種光纖陀螺本征頻率的在線跟蹤方法，其中，光纖陀螺的初始渡越時間獲取方式為：

離線狀態下由邏輯處理器生成一定頻率和幅值的斜波施加到集成光學相位調制器上，通過示波器測量相鄰下脈沖尖峰時間獲得初始渡越時間τ₀；

依據所述初始渡越時間獲取頻率生成器的賦值的初始值包括：

根據初始渡越時間τ₀和邏輯處理器中每個τ₀內的模數轉換器采樣點數n，可得模數轉換器的初始時鐘頻率根據初始時鐘頻率和閉環控制回路的晶振頻率計算頻率生成器的初始賦值。

5.如權利要求1或2所述的一種光纖陀螺本征頻率的在線跟蹤方法，其中，調制信號在光纖陀螺的閉環控制回路傳輸過程包括：

調制信號經過數模轉換和緩沖放大后施加到集成光學相位調制器，以實現對光纖敏感環的輸入光信號進行相位調制，相位調制后的光信號經過光纖敏感環產生干涉光信號，干涉光信號被光電探測器接收后，再經過前置放大器放大和模數轉換器采集后被邏輯處理器接收。

6.如權利要求1或2所述的一種光纖陀螺本征頻率的在線跟蹤方法，其中，該方法還包括：

對于以2τ為一個周期的待解調信號，每周期內采樣得到待解調信號保持高電平期間的采樣累加值分別為Dem_data1、Dem_data2、Dem_data3、Dem_data4、Dem_data5、Dem_data6，其中，

解調出的一個周期內角速度誤差量D_ω：

D_ω＝Dem_data2-Dem_data3-Dem_data5+Dem_data6；

解調出的一個周期內半波電壓誤差量D_2π：

D_2π＝Dem_data2-Dem_data3+Dem_data5-Dem_data6；

解調出的一個周期內本征頻率誤差量D_f：

D_f＝Dem_data1-Dem_data2-Dem_data4+Dem_data5。