[發明專利]一種基于頻率調制的激光陀螺抖動偏頻控制裝置和方法

在審

• 申請號: 202110583433.4
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113188535A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 盧廣鋒;王凡;王飛
• 申請（專利權）人: 湖南二零八先進科技有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 北京山允知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11741
• 代理人: 胡冰;宋少華

本發明提出一種基于頻率調制的激光陀螺抖動偏頻控制裝置，其特征在于，包括：用于獲得激光陀螺的抖動信號的抖動反饋模塊；頻率調制模塊，其產生的正弦信號被輸入到抖動反饋模塊來控制激光陀螺的抖動，同時，所述抖動信號被輸入到頻率調制模塊來調整所述正弦信號。本發明還提出一種方法，包括：S1，使用第一信號來激勵陀螺抖動，其中所述第一信號為正弦信號；S2，采集陀螺抖動的抖動反饋信號；S3，基于所述抖動反饋信號來調整所述正弦信號的頻率，再使用調整后的正弦信號來激勵所述激光陀螺，以使得激光陀螺在諧振點穩定工作。本發明的電路采用了頻率調制方法，而且元器件少，體積小。

技術領域

本發明涉及激光陀螺技術領域，更具體地，涉及一種基于頻率調制的激光陀螺抖動偏頻控制裝置和方法。

背景技術

激光陀螺是基于Sagnac效應制造的一種敏感慣性角速度的光學器件，它相對于其它類型的陀螺具有精度高、抗惡劣環境能力強、動態范圍大以及可靠性高等特點。在激光陀螺中，由于背向散射和非均勻損耗的存在，當輸入轉速低于某一閾值時，兩束相向運動的光頻會變得同步，使得激光陀螺無輸出信號，此現象被稱為激光陀螺的閉鎖效應。為了消除閉鎖效應，激光陀螺通常采用增加機械抖動的方式，使激光陀螺的死區變為動態死區。采用這種方式的激光陀螺稱為機械抖動激光陀螺。機械抖動激光陀螺(簡稱機抖激光陀螺)作為最早進入實用、也是應用最為廣泛的激光陀螺，已經在慣性導航、角度測量等重要領域取得了廣泛應用。

現有技術中，專利申請2019110819619“一種基于PSD的機抖激光陀螺抖動檢測裝置及方法”公開了一種抖動偏頻控制技術，是以模擬電路實現的；采用模擬電路控制機械抖動激光陀螺的抖動，元器件的種類多，控制算法和參數調整不方便，使得控制電路板的體積龐大，不利于激光陀螺的小型化和精度提高。有的技術采用部分數字控制(發明專利CN202229762U“一種激光陀螺數字機抖控制電路”)。

發明專利申請20192224244786(“一種機抖激光陀螺儀抖動控制系統抗干擾的方法”)公開的機抖激光陀螺儀抖動控制方法，對陀螺的抖動控制信號進行了處理，該方法在驅動信號中疊加反向干擾信號以消除抖動機構輸入信號中的干擾噪聲。這種方法的過零檢測相位噪聲大，信噪比無法保證，且采用了幅度PID運算和相位PID運算，給定特定頻率的正弦波，檢測相位，改變頻率，使得抖動驅動信號與抖動反饋信號相位差等于180度，抖輪振蕩，運算方法復雜，會導致控制芯片的運算時間長，裝置的處理速度慢。

發明內容

為了背景技術中的問題，本發明提出一種基于頻率調制的激光陀螺抖動偏頻控制裝置，包括：用于獲得激光陀螺的抖動信號的抖動反饋模塊；頻率調制模塊，其產生的正弦信號被輸入到抖動反饋模塊來控制激光陀螺的抖動，同時，所述抖動反饋模塊采集到的激光陀螺的抖動信號被輸入到頻率調制模塊來調整所述正弦信號。

本發明還提出一種基于頻率調制的激光陀螺抖動偏頻控制方法，包括：S1，使用第一信號來激勵陀螺抖動，其中所述第一信號為正弦信號；S2，采集陀螺抖動的抖動反饋信號；S3，基于所述抖動反饋信號來調整所述正弦信號的頻率，再使用調整后的正弦信號來激勵所述激光陀螺，以使得激光陀螺在諧振點穩定工作。

本發明的技術效果包括：控制裝置實現全數字化，控制算法和參數調整簡單，電路元器件少，體積更小。采用乘法鑒相，噪聲小，控制精度更高。只使用頻率PID運算控制信號相位并加入噪聲使抖輪振蕩在諧振點穩定工作。

附圖說明

為了更容易理解本發明，將通過參照附圖中示出的具體實施方式更詳細地描述本發明。這些附圖只描繪了本發明的典型實施方式，不應認為對本發明保護范圍的限制。

圖1為本發明的裝置的原理圖。

圖2為本發明的方法的流程圖。

具體實施方式