口徑光纖陀螺快速精密定向測(cè)斜

針對(duì)干涉型光纖陀螺,研究了一種新的收發(fā)一體模塊,從對(duì)sld光源建模入手,根據(jù)該模型,設(shè)計(jì)了小型化的光學(xué)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中,通過對(duì)光源發(fā)出的光進(jìn)行擴(kuò)束并準(zhǔn)直來提高耦合效率,最后,用zemax軟件進(jìn)行了仿真,分別對(duì)光線傳播的軌跡及其能量進(jìn)行了計(jì)算,仿真的結(jié)果證明了設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。這種收發(fā)模塊采用與偏振無關(guān)技術(shù),體積小、可靠性高。與應(yīng)用較為廣泛的混偏技術(shù)相比,可以有效改善溫度變化、振動(dòng)等因素對(duì)光纖陀螺系統(tǒng)精度的影響,從而提高光纖陀螺的整體性能。

為提高光纖耦合器性能穩(wěn)定性,減少其對(duì)光纖陀螺輸出的影響,首先建立了耦合器分光比與各參數(shù)間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,分析了環(huán)境變化對(duì)單模耦合器分光比穩(wěn)定性的影響;其次建立了分光比穩(wěn)定性與光纖陀螺輸出誤差間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)光纖陀螺存在角加速度時(shí),光纖耦合器分光比變化率越大,光纖陀螺輸出誤差越大。當(dāng)分光比變化率△c.r>1.4e-03/s,不到1min即可使光纖陀螺輸出誤差ε>0.001(°)/h,對(duì)中高精度光纖陀螺的輸出準(zhǔn)確度將造成嚴(yán)重影響。提出了降低光纖耦合器分光比變化率的一些方法,對(duì)光纖陀螺的光路設(shè)計(jì)和耦合器的適當(dāng)選取具有較大參考價(jià)值。

光源良好的平均波長(zhǎng)穩(wěn)定性是保證光纖陀螺標(biāo)度因子穩(wěn)定性的重要條件。而光纖光源平均波長(zhǎng)的變化主要源于環(huán)境溫度的變化。為了使光源獲得更好的輸出特性,需要對(duì)光源泵浦溫度進(jìn)行精密控制。文中闡述了一種基于fpga和max1968芯片設(shè)計(jì)的光纖陀螺用光纖光源泵浦溫度自動(dòng)控制(atc)技術(shù)。控制過程中提出了一種新的控制算法--遞進(jìn)式pid。與傳統(tǒng)pid算法相比,遞進(jìn)式pid算法的最大特點(diǎn)是其各個(gè)參數(shù)可以隨外界環(huán)境而變化。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定,泵浦的溫度穩(wěn)定性能夠穩(wěn)定在±0.03℃以內(nèi),因而泵浦具有很好的平均波長(zhǎng)穩(wěn)定性。

光纖是光纖陀螺的核心器件之一。光纖的性能參數(shù)直接決定光纖陀螺的性能。常規(guī)硅芯光纖制造工藝比較成熟,但受限于物理?xiàng)l件,"克爾效應(yīng)"、"瑞利背向散射效應(yīng)"、"法拉第效應(yīng)"和"舒珀效應(yīng)"影響比較大。近年來,基于光子帶隙效應(yīng)的導(dǎo)光機(jī)制與傳輸特性制成的在空氣中傳輸光線的空芯光子帶隙光纖逐漸應(yīng)用在光纖陀螺制造中。介紹空芯光子帶隙光纖的性能特點(diǎn),尤其是相比常規(guī)硅芯光纖的優(yōu)勢(shì);空芯光子帶隙光纖的技術(shù)發(fā)展?jié)摿?展望其在光纖陀螺中的應(yīng)用前景。

針對(duì)光纖線圈較容易受溫度影響的問題,從熱至應(yīng)力的角度,推導(dǎo)了由熱應(yīng)力導(dǎo)致的光纖陀螺的相位差離散數(shù)學(xué)公式,并在此基礎(chǔ)上,對(duì)四級(jí)對(duì)稱繞法繞制的無骨架光纖環(huán)建立了有限元模型。結(jié)合光纖陀螺工作環(huán)境的載荷和邊界條件對(duì)其不同溫度下的熱應(yīng)力分布進(jìn)行仿真分析。仿真分析結(jié)果表明,光纖環(huán)內(nèi)側(cè)受到的熱應(yīng)力較大,高低溫下熱應(yīng)力值分別達(dá)到最大和最小,與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)論相符,驗(yàn)證了分析方法與建模的正確性。此研究方法具有通用性,還可用于分析其他繞制方法繞制的光纖環(huán)熱應(yīng)力及溫度的相關(guān)問題。

在光纖陀螺shupe誤差數(shù)學(xué)離散公式的基礎(chǔ)上,建立四極對(duì)稱法繞制光纖環(huán)的有限元模型,分析多材料組成下的光纖環(huán)在仿真時(shí)所需的綜合物性參數(shù).結(jié)合光纖陀螺工作環(huán)境的載荷和邊界條件,對(duì)某型光纖環(huán)進(jìn)行數(shù)值仿真,定量分析了光纖陀螺在工作溫度下光纖環(huán)的shupe誤差,驗(yàn)證了模型建立的正確性.在此條件下,分析光纖環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、熱學(xué)參數(shù)和熱擾動(dòng)參數(shù)對(duì)shupe誤差的影響.結(jié)果表明:通過增加繞制層數(shù),提高導(dǎo)熱系數(shù),合理布置熱源,可以明顯抑制光纖環(huán)的shupe誤差,從而提高光纖陀螺的溫度性能.

針對(duì)全數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺,分析階梯波復(fù)位不理想時(shí)對(duì)陀螺標(biāo)度因數(shù)和零偏穩(wěn)定性的影響。在陀螺閉環(huán)系統(tǒng)中加入第二反饋回路,可實(shí)現(xiàn)調(diào)制通道增益自動(dòng)調(diào)整。研究了復(fù)位誤差的解調(diào)原理,在采用積分控制規(guī)律的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)回路的傳遞函數(shù),并分析系統(tǒng)的過渡過程和穩(wěn)態(tài)誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,加入第二反饋回路可以在不干擾主回路工作情況下,消除復(fù)位誤差,改善陀螺性能。

電錘是一種常見的電動(dòng)工具,以其獨(dú)特且強(qiáng)大的鉆孔功能和便捷的使用方式廣泛應(yīng)用于建筑和裝飾等工程領(lǐng)域。特別是在室內(nèi)外懸掛安裝工程等方面更是不可或缺。然而,在電錘的使用過程中卻經(jīng)常發(fā)生一些傷人事故,嚴(yán)重地威脅作業(yè)人員的人身安全。例如在鋼筋混凝土鉆孔作業(yè)時(shí),一旦鉆頭遇到鋼筋突然卡住,扭矩瞬間加大,致使錘身發(fā)生反轉(zhuǎn)而扭傷作業(yè)人員的手臂,輕者會(huì)造成作業(yè)人員軟組織扭傷,重者則會(huì)讓作業(yè)人員的骨折乃至有生命危險(xiǎn)。因此,電錘的安全性就成為電錘設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

分析了光纖陀螺用探測(cè)器模塊在輻照條件下的失效模式,針對(duì)元器件的材料、結(jié)構(gòu)、表面處理等方面提出了抗輻射的設(shè)計(jì)方案,測(cè)試了采用該方案設(shè)計(jì)的探測(cè)器模塊的參數(shù)隨輻照的變化情況,結(jié)果表明模塊的抗輻照效果明顯,能夠滿足探測(cè)器組件抗輻射的要求。

基于干涉型光纖陀螺的小型化和工程化設(shè)計(jì)要求,研究了一種新穎的收發(fā)一體模塊,從對(duì)sld光源進(jìn)行建模入手,設(shè)計(jì)了小型化的光學(xué)系統(tǒng)。并用zemax軟件進(jìn)行了仿真。這種收發(fā)模塊采用全保偏技術(shù),體積小,可靠性高,可以有效地抑制光源與耦合器的串音干擾。與應(yīng)用較為廣泛的混偏技術(shù)相比,可以避免溫度變化、振動(dòng)等原因?qū)饫w陀螺系統(tǒng)精度的影響,從而提高光纖陀螺的整體性能。

光纖定向耦合器

精心整理 第四章工程實(shí)現(xiàn) fogss是一個(gè)精密的機(jī)電系統(tǒng)裝置。通過工程設(shè)計(jì)工作，基本完成了前階段預(yù)期期間的 工程要求，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了一些技術(shù)上的問題。本章將就硬件配置、控制系統(tǒng)綜合、軟件設(shè)計(jì)展 開討論。 4.1硬件組成 硬件系統(tǒng)的基本框圖如圖4-1所示。系統(tǒng)由從結(jié)構(gòu)上由兩大塊組成：外框架回路（組件 名稱上標(biāo)注1）和內(nèi)框架回路（組件名稱上標(biāo)注2），內(nèi)環(huán)對(duì)外環(huán)有耦合作用，為了設(shè)計(jì)方便， 通過光電編碼器對(duì)環(huán)架進(jìn)行了解耦。這樣，每個(gè)環(huán)架實(shí)現(xiàn)了單入單出，并且環(huán)架的控制律的 設(shè)計(jì)是類似的。 在硬件設(shè)計(jì)上，作了以下考慮： 1.采用工業(yè)pc和運(yùn)動(dòng)控制卡go400組成控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 這樣可以避免設(shè)計(jì)繁雜的硬件電路，并且可以使用pc機(jī)功能齊全的軟件系統(tǒng)，便于 軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試。 2.采用compumotor公司的直接驅(qū)動(dòng)方式的無刷直流電機(jī)作為執(zhí)行器。 直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的精度較高，而且可

在熔融拉錐法制備保偏光纖耦合器工藝基礎(chǔ)上,對(duì)小尺寸、高溫度穩(wěn)定性保偏光纖耦合器的研制工藝進(jìn)行了研究.采用小火焰設(shè)計(jì)有效縮短了耦合器的封裝尺寸,保偏光纖耦合器幾何尺寸達(dá)到φ3mm×30mm.通過不同封裝工藝的實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了具有高溫度穩(wěn)定特性的保偏光纖耦合器,器件在全溫變化范圍(-40℃～60℃)內(nèi)分光比變化量小于2%,串音變化量小于3db.

系統(tǒng)研究和分析了國(guó)產(chǎn)超輻射發(fā)光二極管(sld)光源的熱敏電阻器的全溫溫度特性。試驗(yàn)和分析結(jié)果表明:不同sld光源內(nèi)的熱敏電阻器特性存在不一致性,而不同廠家的光源之間的這種不一致性更為顯著;部分廠家的sld光源的監(jiān)測(cè)熱敏電阻器與控制熱敏電阻器差異較大,已失去監(jiān)測(cè)價(jià)值;熱敏電阻器與溫度的關(guān)系更接近steinhart-hart方程,而非普遍使用的指數(shù)形式;在中精度光纖陀螺的溫控范圍內(nèi),熱敏電阻器的溫度系數(shù)為435±10ω/℃,而不是普遍認(rèn)為的500ω/℃。該結(jié)果一方面為設(shè)計(jì)數(shù)字化溫度控制方案提供了更為嚴(yán)格的熱敏電阻器的溫度模型,另一方面,細(xì)化了光源溫控精度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),可進(jìn)一步提高溫控效果。

慣性技術(shù)課件15--光纖陀螺(哈工大版,1-16全)

為了程序控制光纖陀螺檢測(cè)電路中的三路可調(diào)電壓基準(zhǔn),采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)控制多路d/a轉(zhuǎn)換器的方法。首先介紹了dac8412的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了多路d/a轉(zhuǎn)換硬件電路;接著采用硬件描述語言veriloghdl進(jìn)行fpga邏輯編程,并給出了驅(qū)動(dòng)dac8412的仿真波形;最后測(cè)試了d/a的穩(wěn)定精度。陀螺零漂測(cè)試結(jié)果說明該方法可行,這種方法給陀螺電路調(diào)試帶來極大方便。

陀螺逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法定向及精度評(píng)定（內(nèi)容全面）——本資料為陀螺逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法定向及精度評(píng)定，共45頁。資料概況：隧道或井巷工程測(cè)量導(dǎo)線布設(shè)的形式因受巷道形狀的制約，若單純采用改變導(dǎo)線布設(shè)形式或提高測(cè)角次數(shù)與精度等方法，往往難以滿足工程施工對(duì)于測(cè)量的精度要求。...

為優(yōu)化雙程后向結(jié)構(gòu)的摻鉺光源,分析了光纖長(zhǎng)度、泵浦功率和溫度的變化對(duì)光源平均中心波長(zhǎng)的影響,初步確定了摻鉺光纖長(zhǎng)度的優(yōu)化范圍,并在全溫度范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)選用的980nm泵浦源電流為110ma,摻鉺光纖的長(zhǎng)度為12.5m,該裝置的輸出功率為13.26mw,光源的平均波長(zhǎng)穩(wěn)定性為0.6℃-1。通過建立光譜分布優(yōu)化仿真模型,實(shí)現(xiàn)輸出光譜的近高斯分布,3db帶寬達(dá)到32nm。經(jīng)過優(yōu)化后得到的摻鉺光纖光源具有輸出功率高、平均波長(zhǎng)穩(wěn)定性好、輸出光譜呈高斯分布等優(yōu)勢(shì),是高精度光纖陀螺的理想光源。

雙干涉光纖陀螺是一種新型光纖陀螺,可加倍sagnac信號(hào),具有輕小型、高信噪比的優(yōu)點(diǎn).為改善雙干涉光纖陀螺光纖環(huán)的溫度性能,針對(duì)其光路建立了光纖環(huán)溫度致非互易誤差模型,仿真分析了光纖環(huán)中90°熔點(diǎn)位置對(duì)溫度致非互易誤差的影響,提出了將90°熔點(diǎn)置于光纖環(huán)中點(diǎn)時(shí)陀螺的溫度致非互易誤差將顯著減小,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析相符.結(jié)果表明將90°熔點(diǎn)置于光纖環(huán)中點(diǎn)可使雙干涉光纖陀螺的溫度致非互易誤差降低為原來的1/400.

目前彈載慣性測(cè)量組合測(cè)試標(biāo)定精度受外界干擾影響較大,特別是光纖陀螺溫度穩(wěn)定性低,易受環(huán)境溫度影響參數(shù)變化,導(dǎo)致誤差補(bǔ)償效果不好。針對(duì)該問題,提出設(shè)計(jì)一種光纖陀螺旋轉(zhuǎn)慣性測(cè)量組合。在慣性測(cè)量組合外加旋轉(zhuǎn)軸,在導(dǎo)彈飛行過程中使慣性測(cè)量組合繞旋轉(zhuǎn)軸連續(xù)旋轉(zhuǎn),將射前補(bǔ)償不完全誤差調(diào)制為周期項(xiàng),從而達(dá)到誤差自補(bǔ)償?shù)男Ч?。理論分析和仿真結(jié)果表明,通過旋轉(zhuǎn)不僅能自動(dòng)補(bǔ)償與轉(zhuǎn)軸垂直方向慣性儀表的常值誤差和部分安裝誤差,而且能補(bǔ)償加速度計(jì)部分一次項(xiàng)誤差、二次項(xiàng)誤差和部分交叉軸耦合項(xiàng)誤差,選擇合適的旋轉(zhuǎn)方案還可以完全消除旋轉(zhuǎn)速度與陀螺儀標(biāo)度因數(shù)誤差、安轉(zhuǎn)誤差的耦合誤差。

支導(dǎo)線是隧道工程貫通測(cè)量的基本做法。由于支導(dǎo)線的精度不能滿足貫通誤差,為了提高隧道貫通精度,本文在沿江隧道工程中采用了雙導(dǎo)線的方式來提高精度,并且在隧道初始開挖、隧道開挖1/4、隧道開挖1/2、隧道開挖3/4、隧道貫通完成前,采用陀螺全站儀進(jìn)行支導(dǎo)線方位角的驗(yàn)證。

把量子阱激光混沌耦合反饋同步系統(tǒng)應(yīng)用于光纖保密通信中,提出光纖混沌雙芯雙向保密通信設(shè)想.通過耦合外部光注入多量子阱激光混沌全光耦合反饋同步系統(tǒng)和光纖傳輸信道,建立了光纖混沌雙芯雙向通信系統(tǒng)物理模型.理論和數(shù)值證明了激光混沌同步,理論分析指出光纖中的自相位調(diào)制是限制激光混沌在光纖傳輸中同步的主要原因,并推導(dǎo)出混沌信號(hào)雙芯雙向傳輸中的非線性相移以及混沌激光功率限制和傳輸距離公式.數(shù)值實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)在長(zhǎng)距離二根光纖傳輸中的同步,詳細(xì)地分析了系統(tǒng)同步時(shí)間隨光纖傳輸長(zhǎng)度的關(guān)系.模擬了調(diào)制頻率0.6ghz的混沌模擬通信和調(diào)制速率0.6gbit/s的混沌數(shù)字通信以及調(diào)制速率0.05gbit/s的混沌鍵控編碼在光纖保密通信中的應(yīng)用,計(jì)算出光纖混沌數(shù)字通信速率和同步誤差的關(guān)系,還特別分析了系統(tǒng)解碼特性和調(diào)制帶寬.表明系統(tǒng)確有非常好的保密性能,光纖混沌雙芯雙向保密通信是可以實(shí)現(xiàn)的.