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作者：

王德双

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摘要：

光纤陀螺是以Sagnac效应为基本理论,测量载体转动角速度或角度的新型光电陀螺仪。与传统机械式陀螺仪相比,具有动态范围宽、成本低、寿命长、可靠性高等特点。与传统陀螺相比,光纤陀螺虽然发展相对较晚,但其固有的优势使得光纤陀螺具有后来居上之势,广泛运用于航海、航空、航天。随着光纤陀螺精度的日益提高,系统内部存在的各种噪声对陀螺输出的精度影响越来越明显。本文在对干涉式光纤陀螺工作原理研究的基础上,分析了光纤陀螺系统存在的噪声,并参考相关文献,对现有某型号光纤陀螺进行了噪声分离和降噪处理。主要内容包括以下几个方面: 首先,对干涉式光纤陀螺系统内部存在的噪声进行了量化分析,即光纤陀螺主要存在的噪声分为:散粒噪声、热噪声和强度噪声。通过对各种噪声特性的分析,分别发现各种噪声与光源强度的关系,以此作为依据,通过深度调制的方法对对某型号光纤陀螺的三种噪声进行了分离,得到强度噪声是该型号光纤陀螺的主要噪声源。 其次,在对数字闭环控制下的干涉式光纤陀螺基本工作原理的研究的基础上,建立了数字闭环式干涉光纤陀螺的动态线性数学模型,并利用simulink软件进行了数学仿真,验证系统噪声在陀螺系统中的传递过程,为降噪效果提供了理论依据。 最后,采用噪声相减法对光纤陀螺进行降噪算法的研究,并完成硬件和软件的设计过程,并对算法中的增益跟踪进行了详细说明。最后,通过Allan方差对降噪效果进行了评估。

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关键词：

干涉式光纤陀螺 降噪处理 噪声分离 增益跟踪 Allan方差 光源强度