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光纤陀螺仪光纤尾纤装配动力学建模仿真与应力计算方法
1
作者 孙媛 陈昊 +6 位作者 敖晓辉 孟军峰 吕乃静 刘检华 龙娅 杨娅姣 夏焕雄 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3050-3060,共11页
光纤陀螺仪(FOG)中光纤尾纤的装配主要依靠工人手工完成,装配应力控制凭借人工经验,一致性难以保障。针对光纤装配应力定量控制的难题,提出一种基于离散微分几何理论的光纤动力学建模仿真方法。首先,基于离散微分几何理论建立了光纤运... 光纤陀螺仪(FOG)中光纤尾纤的装配主要依靠工人手工完成,装配应力控制凭借人工经验,一致性难以保障。针对光纤装配应力定量控制的难题,提出一种基于离散微分几何理论的光纤动力学建模仿真方法。首先,基于离散微分几何理论建立了光纤运动学框架,并由弹性势能推导了包含拉伸、弯曲和扭转变形的光纤动力学方程以及应力计算方法。其次,提出了基于Newmark隐式算法的光纤动力学方程数值求解方法,并设计了光纤在装配过程中与周围物体的碰撞检测与响应策略。随后,进行了光纤圆周布设和弯扭变形的仿真测试。结果表明,光纤控制端与固定端之间的自由长度越短,光纤圆周布设的位置越精确;光纤截面半径越大,在同样的扭转角下光纤产生的弯扭变形程度越大。最后,设计了一种光纤陀螺仪装配布局,并通过动力学仿真得到了光纤装配过程的应力分布及最大应力变化,为陀螺仪光路低应力装配与路径规划提供了理论支撑。 展开更多
关键词 光纤陀螺仪 光纤尾纤 动力学模型 离散微分几何 应力计算
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谐振式光纤陀螺谐振腔传输模型仿真方法
2
作者 陈熙源 沙梦梦 +2 位作者 钟雨露 李启轩 张飞麟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期707-714,共8页
谐振式光纤陀螺(RFOG)是一种以光纤环形谐振腔为核心敏感器件的惯性传感器。为提高仿真效率和适用性,提出了一种谐振式光纤陀螺快速运算仿真方法,搭建了谐振式光纤陀螺信号处理和闭环控制模型,其中模拟谐振腔多圈干涉耦合采用多核并行运... 谐振式光纤陀螺(RFOG)是一种以光纤环形谐振腔为核心敏感器件的惯性传感器。为提高仿真效率和适用性,提出了一种谐振式光纤陀螺快速运算仿真方法,搭建了谐振式光纤陀螺信号处理和闭环控制模型,其中模拟谐振腔多圈干涉耦合采用多核并行运算,包含光场叠加和传递函数两种形式。仿真结果表明所提方法仿真效率较高,平均在16s左右完成仿真,相比于原始模型的锁频程序运行效率提升了57.6%。同时两种仿真形式均适用于精度范围0.0001~1(°)/√h的谐振光纤陀螺仿真,有效适应不同仿真参数的测试要求。其中传递函数形式相较于光场叠加形式仿真效率提升了5.4倍,在±600(°)/s动态范围内标度因数非线性度降低了17%,而光场叠加形式的零偏不稳定性减小到0.652(°)/h,易于观察偏振波动误差特性。 展开更多
关键词 谐振式光纤陀螺 传递函数 光场叠加 并行计算
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宽谱光源谐振式光纤陀螺谐振特性分析 被引量：1
3
作者 蓝士祺 李俊 +3 位作者 吴凡 闫博 苏政澄 岳亚洲 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期300-307,共8页
为优化宽谱光源谐振式光纤陀螺(RFOG)谐振腔设计,进行了RFOG谐振特性分析。首先,根据光场传输理论完成了宽谱RFOG光场传输特性分析,建立了宽谱RFOG谐振频差曲线模型,给出了谐振特性参数表达式。理论证明了宽谱RFOG的陀螺精细度和半高全... 为优化宽谱光源谐振式光纤陀螺(RFOG)谐振腔设计,进行了RFOG谐振特性分析。首先,根据光场传输理论完成了宽谱RFOG光场传输特性分析,建立了宽谱RFOG谐振频差曲线模型,给出了谐振特性参数表达式。理论证明了宽谱RFOG的陀螺精细度和半高全宽约为谐振腔光谱曲线的1/2和2倍。其次,基于宽谱RFOG光场理论模型,分析了耦合器交叉耦合系数、附加损耗和谐振腔腔长等谐振腔关键光学参数对陀螺精细度和极限灵敏度的影响。最后,实验验证了谐振特性理论分析的正确性,并通过优化谐振腔参数实现陀螺零偏不稳定性0.059°/h,对谐振式光纤陀螺工程设计具有理论指导意义。 展开更多
关键词 谐振式光纤陀螺 宽谱光源 谐振特性 光纤谐振腔
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基于光纤陀螺的堆石坝内部沉降分布式监测技术研究 被引量：2
4
作者 廖铖 蔡德所 +1 位作者 李苗 林金城 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期77-86,共10页
针对传统堆石坝内部沉降监测技术已难于满足超高堆石坝内部沉降监测需求。文章开发了基于光纤陀螺仪(FOG)的堆石坝内部沉降分布式监测系统,该系统主要由监测管道、监测小车和牵引装置组成。推导FOG监测系统测量坝体内部沉降的原理,考虑... 针对传统堆石坝内部沉降监测技术已难于满足超高堆石坝内部沉降监测需求。文章开发了基于光纤陀螺仪(FOG)的堆石坝内部沉降分布式监测系统,该系统主要由监测管道、监测小车和牵引装置组成。推导FOG监测系统测量坝体内部沉降的原理,考虑监测小车不匀速问题,建立监测小车运行速度函数关系,引进经验模态(EMD)-小波混合降噪方法滤除监测小车运行过程中的振动噪声和FOG漂移误差。该监测系统成功应用于猴子岩面板堆石坝。现场监测结果表明,FOG2次独立测量结果的相关系数为0.986,说明FOG监测系统工作性能稳定,与水管式沉降仪测量结果基本一致,验证了该系统的可行性和准确性。 展开更多
关键词 堆石坝 内部沉降 光纤陀螺 分布式监测 经验模态-小波
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干涉式闭环光纤陀螺仪的PSO-PID控制优化方法 被引量：1
5
作者 刘尚波 丹泽升 +2 位作者 廉保旺 徐金涛 曹辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期242-253,共12页
控制系统的设计会对响应速度快且应用范围较广的数字干涉式闭环光纤陀螺(ICFOG)动态性能产生影响。通过分析ICFOG的工作原理,推导出闭环离散控制系统,并利用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对传统的PID控制器参数进行... 控制系统的设计会对响应速度快且应用范围较广的数字干涉式闭环光纤陀螺(ICFOG)动态性能产生影响。通过分析ICFOG的工作原理,推导出闭环离散控制系统,并利用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对传统的PID控制器参数进行优化。基于这个优化过程,设计一种新型的PSO-PID复合控制器,以取代传统的PID控制器。通过与其他BP神经网络、模糊控制等方法进行对比凸显该控制方法的优越。通过数字仿真分析显示,跟踪速度相较于BP-PID控制方法提高了1.91倍,相对于PID控制方法提高了3.5倍,相对于F-PID控制方法提高了1.75倍。同时,控制精度相对于BP-PID控制方法提高了46.03%,相对于PID控制方法提高了66.30%,相对于F-PID控制方法提高了45.27%。结果显示,采用PSO-PID控制器能够快速达到控制目标且具有较小的超调量。 展开更多
关键词 干涉式光纤陀螺 小超调量 粒子群优化PID方法 BP神经网络 模糊控制器
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谐振式光纤陀螺系统建模及其应用研究 被引量：1
6
作者 邹康 曲天良 +2 位作者 郑畅 张熙 王晨晟 《导航定位与授时》 CSCD 2024年第2期35-45,共11页
谐振式光纤陀螺作为高精度角速度传感器,以其集成化高、成本低以及抗干扰性强等独有优势,逐渐成为下一代光学陀螺研究发展的热点。通过对谐振式光纤陀螺工作原理的分析,建立了陀螺数字信号处理系统可视化模型,并对系统谐振曲线和同步解... 谐振式光纤陀螺作为高精度角速度传感器,以其集成化高、成本低以及抗干扰性强等独有优势,逐渐成为下一代光学陀螺研究发展的热点。通过对谐振式光纤陀螺工作原理的分析,建立了陀螺数字信号处理系统可视化模型,并对系统谐振曲线和同步解调曲线等开环输出以及锁频反馈下闭环输出进行了模拟仿真。利用仿真模型分析了正弦波调制下谐振谱分裂现象,并搭建实验装置对其进行了验证。结果表明,实验中正弦信号调制频率高于系统谐振输出半高全宽一半,即对应2 MHz时,谐振谱分裂会导致同步解调输出线性区域出现明显失真,严重恶化了标度因数线性度。因此,搭建的谐振式光纤陀螺仿真模型能够准确而有效地模拟系统的工作状态,在系统噪声抑制和精度提升方面具有指导性意义。 展开更多
关键词 谐振式光纤陀螺 系统建模 谐振谱分裂 正弦调制 噪声抑制
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一种光纤陀螺全温启动漂移补偿方法
7
作者 姚磊善 周一览 +2 位作者 赵帅 黄腾超 车双良 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期34-41,共8页
本文提出了一种光纤陀螺全温启动温度漂移补偿方法。首先,采用三个惯性传感器内置的温度计信息组成的多维温度变量构建寻北仪内部的温度场,然后使用支持向量回归(SVR)来构建多维温度变量与光纤陀螺温度漂移误差的补偿模型,最后应用麻雀... 本文提出了一种光纤陀螺全温启动温度漂移补偿方法。首先,采用三个惯性传感器内置的温度计信息组成的多维温度变量构建寻北仪内部的温度场,然后使用支持向量回归(SVR)来构建多维温度变量与光纤陀螺温度漂移误差的补偿模型,最后应用麻雀搜索算法(SSA)来调优SVR模型核参数来提高温度误差补偿模型的精度和泛化能力。寻北实验验证了所提方法的有效性:将寻北仪启动阶段的精度从0.0209°提高到0.0101°,使其启动阶段的性能与稳定阶段的性能接近,并提升了其在不同初始温度下的快速响应能力。 展开更多
关键词 光纤陀螺寻北仪 启动漂移 支持向量机回归 麻雀优化算法
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光纤陀螺光路热致零漂误差机理与抑制方法
8
作者 张天乐 温坤华 +2 位作者 张翔 林蹉富 杨军 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第5期14-24,共11页
光纤陀螺(FOG)作为一种高精度角速度传感器,在惯性导航、定位定向和姿态控制中扮演着至关重要的角色。然而,光纤陀螺光路热致零漂误差是限制陀螺精度提升的关键因素之一。通过分析Shupe效应、Mohr效应及交扰效应,解释了热致零漂误差的... 光纤陀螺(FOG)作为一种高精度角速度传感器,在惯性导航、定位定向和姿态控制中扮演着至关重要的角色。然而,光纤陀螺光路热致零漂误差是限制陀螺精度提升的关键因素之一。通过分析Shupe效应、Mohr效应及交扰效应,解释了热致零漂误差的产生机理;从内因(几何对称性和物理对称性)和外因(环境影响和物理场激励)两方面归纳了影响零漂误差的不同因素;进一步讨论了对内因和外因的关键因素(如光路的应变和温度分布)检测的布里渊光时域分析(BOTDA)技术、光频域反射(OFDR)技术以及拉曼光时域反射(ROTDR)技术的研究现状;最后介绍了光纤环绕制工艺的优化、特种光纤的应用、尾纤长度的调整以及温度补偿技术等多种抑制热致零漂误差的措施和方法。上述研究为恶劣环境下导航级光纤陀螺测量精度和环境适应性的进一步提升奠定了基础。 展开更多
关键词 光纤陀螺 热致零漂 光路对称性 分布式测试 零漂误差抑制
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Y波导温致半波电压特性对谐振式光纤陀螺的影响
9
作者 苏政澄 李俊 +2 位作者 吴凡 蓝士祺 闫博 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期461-466,共6页
针对基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺(resonant fiber optic gyroscope, RFOG)中Y波导调制器半波电压的温度影响,开展了Y波导温致半波电压特性对谐振式光纤陀螺影响的研究。建立了Y波导温致半波电压特性对基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺系... 针对基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺(resonant fiber optic gyroscope, RFOG)中Y波导调制器半波电压的温度影响,开展了Y波导温致半波电压特性对谐振式光纤陀螺影响的研究。建立了Y波导温致半波电压特性对基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺系统标度因素的影响规律模型,模型表明:Y波导调制器的温致半波电压特性会导致基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺系统的标度因素发生变化。搭建了用于宽谱光源的Y波导调制器半波电压测试系统,系统测试精度达1 mV。实验测试了全温范围内Y波导的温致半波电压特性在基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺系统中的影响,测试结果表明:Y波导调制器的半波电压与温度呈线性负相关;Y波导调制器的温致半波电压特性导致基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺系统的标度因素的最大相对变化误差为1 266.01×10^(-6)。 展开更多
关键词 Y波导调制器 谐振式光纤陀螺 宽谱光 温度 半波电压
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基于冗余第二代小波变换的光纤陀螺实时降噪算法研究
10
作者 徐俊健 任嘉楠 +2 位作者 吕峥 辛璟焘 祝连庆 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第4期669-674,共6页
提出了一种基于冗余第二代小波变换的光纤陀螺实时降噪算法,该算法直接利用插值补零后的预测器和更新器对信号进行分解和重构,确保逼近信号和细节信号的长度与原始信号相同,避免重构后信号失真。模拟信号和光纤陀螺输出信号的仿真实验... 提出了一种基于冗余第二代小波变换的光纤陀螺实时降噪算法,该算法直接利用插值补零后的预测器和更新器对信号进行分解和重构,确保逼近信号和细节信号的长度与原始信号相同,避免重构后信号失真。模拟信号和光纤陀螺输出信号的仿真实验结果表明,该算法能够较好地保留信号的时域特征,保证信号的完整性和准确性,不受降噪过程的影响,同时量化噪声降低了约50.23%,角度随机游走降低了约19.14%,零偏不稳定性降低了约53.02%,为光纤陀螺信号处理提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 冗余二代小波 光纤陀螺 实时降噪 预测器 更新器
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光纤陀螺用集成光收发模块耦合移位对耦合损耗和平均波长的影响研究
11
作者 张江远 于海成 +1 位作者 柳建春 冯文帅 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第4期584-591,共8页
集成光收发模块作为集成化光纤陀螺的关键器件之一,能够实现光源、探测器和耦合器等功能,其光路的耦合移位会显著影响光路耦合效率和平均波长,从而影响陀螺的零偏和标度因数等性能。文章对空间光路进行理论建模,使用重叠积分法计算耦合... 集成光收发模块作为集成化光纤陀螺的关键器件之一,能够实现光源、探测器和耦合器等功能,其光路的耦合移位会显著影响光路耦合效率和平均波长,从而影响陀螺的零偏和标度因数等性能。文章对空间光路进行理论建模,使用重叠积分法计算耦合效率;使用Beamprop方法进行仿真分析,得到不同耦合位移下的耦合损耗以及平均波长漂移;最后通过对比实验对理论和仿真情况进行了验证。结果表明,耦合损耗受y轴方向耦合移位的影响最大,平均波长漂移受z轴方向耦合移位的影响最大,并给出了不同耦合损耗下的平均波长漂移,为集成光收发模块的光路耦合及优化工作提供参考。 展开更多
关键词 光纤陀螺 集成光收发模块 耦合损耗 平均波长漂移
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基于LSTM神经网络的机载光纤陀螺温度冲击误差补偿技术 被引量：1
12
作者 何昆鹏 赵瑾玥 +3 位作者 周琪 蒋昱飞 任永甲 涂勇强 《航空科学技术》 2024年第2期31-38,共8页
环境温度冲击会降低机载光纤陀螺的性能,从而影响飞行器导航和姿态控制精度。在光纤陀螺误差机理研究基础上,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的光纤陀螺温度误差补偿模型。该模型通过LSTM网络对光纤陀螺的零偏和标度因数进行... 环境温度冲击会降低机载光纤陀螺的性能,从而影响飞行器导航和姿态控制精度。在光纤陀螺误差机理研究基础上,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的光纤陀螺温度误差补偿模型。该模型通过LSTM网络对光纤陀螺的零偏和标度因数进行实时预测和校正,提高光纤陀螺的测量精度。试验结果表明,在温度冲击下,LSTM预测模型补偿后的标度因数误差小于30ppm,零偏稳定性比常规的线性拟合补偿模型提高0.0034(°)/h。这意味着输出更准确地反映实际角速度值,陀螺仪的零偏漂移更小,输出更接近于零值。动态试验中转台输入为20(°)/s时,LSTM补偿后陀螺输出稳定在19.999~20.001(°)/s区间内,相较于陀螺原始输出误差降低0.008(°)/s。通过LSTM预测模型补偿,能够在环境变化、外部扰动或传感器故障时,通过陀螺仪提供更可靠的数据支持,维持飞行器的稳定性和安全性。 展开更多
关键词 光纤陀螺仪 温度冲击 零偏 标度因数 LSTM神经网络
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干涉式光纤陀螺跨条纹工作误差研究
13
作者 赵海波 莫馁 李旭东 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第2期219-222,共4页
在干涉式光纤陀螺中,当调制信号超出限制并进行2π复位时,调制信号输入的调制量与输入角速度间出现了2π的相位差,这使实际的干涉相位出现左移或右移2π,即跨条纹工作。在光纤陀螺闭环系统中,跨条纹工作产生的误差体现在随机游走系数和... 在干涉式光纤陀螺中,当调制信号超出限制并进行2π复位时,调制信号输入的调制量与输入角速度间出现了2π的相位差,这使实际的干涉相位出现左移或右移2π,即跨条纹工作。在光纤陀螺闭环系统中,跨条纹工作产生的误差体现在随机游走系数和非线性度上。该文通过优化调制方案建立跨条纹误差抵消机制,可使跨条纹产生的误差互相抵消,从而提高光纤陀螺的非线性度和随机游走系数。经过仿真和实验表明该方法有效。 展开更多
关键词 光纤陀螺 调制解调 非线性 跨条纹误差
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ELM-AdaBoost模型在光纤陀螺温度误差补偿中的应用 被引量：1
14
作者 王瑞 郑百东 +2 位作者 李飞 刘伟 戴洪德 《兵工自动化》 北大核心 2024年第2期63-68,共6页
针对光纤陀螺零偏与温度之间复杂的非线性关系,引入极限学习机(extreme learning machines,ELM)模型补偿光纤陀螺的零偏温度误差;针对单个ELM在预测准确性和稳定性不足及其对奇异样本敏感的问题,引入自适应增强算法(adaptive boosting,A... 针对光纤陀螺零偏与温度之间复杂的非线性关系,引入极限学习机(extreme learning machines,ELM)模型补偿光纤陀螺的零偏温度误差;针对单个ELM在预测准确性和稳定性不足及其对奇异样本敏感的问题,引入自适应增强算法(adaptive boosting,AdaBoost)建立ELM-AdaBoost预测模型改善光纤陀螺性能,分析光纤陀螺的温度误差机理及模型参数对预测精度的影响,给出ELM算法隐含层神经元个数及AdaBoost算法迭代次数的确定方法。仿真结果表明:基于ELM-AdaBoost预测模型的补偿效果优于多元线性回归模型和单个ELM神经网络模型,并具有良好的泛化性能和温度适用性,补偿后陀螺零偏均方根误差降低93%以上,显著改善了光纤陀螺零偏稳定性能。 展开更多
关键词 光纤陀螺 温度零偏误差 ELM-AdaBoost预测模型 模型参数 零偏稳定性
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基于光纤陀螺的工程结构形变检测精度分析
15
作者 郭朝风 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期314-318,共5页
针对光纤陀螺形变检测系统在应用中遇到的形变精度难以评估和运行速度难以选择问题,对形变检测精度和光纤陀螺性能之间的关系进行了分析。从光纤陀螺的工程结构形变检测机理出发,基于光纤陀螺误差模型,分析了光纤陀螺零偏重复性误差和... 针对光纤陀螺形变检测系统在应用中遇到的形变精度难以评估和运行速度难以选择问题,对形变检测精度和光纤陀螺性能之间的关系进行了分析。从光纤陀螺的工程结构形变检测机理出发,基于光纤陀螺误差模型,分析了光纤陀螺零偏重复性误差和稳定性误差与形变检测误差的对应关系,在此基础上还仿真分析了检测系统的运行速度与检测精度的关系。仿真结果表明,当运行速度较快时,稳定性误差是影响检测精度的主要因素,当运行速度较低时,重复性误差是影响检测精度的主要因素,若采用中精度光纤陀螺,运行速度2 m/s时,可实现均方根为8.514μm的形变测量精度。研究成果可为光纤陀螺工程结构形变检测技术的工程应用提供理论指导。 展开更多
关键词 光纤陀螺 形变检测 运行速度 仿真分析
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采用激光光源线宽展宽的光纤陀螺标度因数性能提升技术
16
作者 郭朝风 蕫广宇 马骏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期828-832,共5页
光纤陀螺中使用激光光源代替传统宽谱光源有利于提升性能和降低成本,但激光光源作为一种窄线宽的高相干光源,将其用于光纤陀螺又会引入瑞利散射、克尔效应和偏振交叉耦合等干扰,因此有必要对激光光源进行线宽展宽。首先对基于高斯白噪... 光纤陀螺中使用激光光源代替传统宽谱光源有利于提升性能和降低成本,但激光光源作为一种窄线宽的高相干光源,将其用于光纤陀螺又会引入瑞利散射、克尔效应和偏振交叉耦合等干扰,因此有必要对激光光源进行线宽展宽。首先对基于高斯白噪声外部相位调制的激光光源线宽展宽方法进行理论分析,建立光谱展宽卷积模型。其次采用延迟自相关测量方法验证了高斯白噪声外部相位调制对激光光源线宽的展宽效果。最后基于仿真分析结论,搭建了激光器线宽展宽光源装置,将激光光源的光谱展宽成线宽20 GHz的光谱,应用于光纤陀螺并验证了标度因数性能,为激光光源在光纤陀螺中的应用提供了理论基础,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 激光光源 光谱展宽 延迟自相关 光纤陀螺
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宽谱光源驱动的高精度谐振式光纤陀螺
17
作者 马慧莲 李斌杰 +3 位作者 胡俊熠 刘霜 王宇欣 杨志怀 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期841-848,共8页
针对高精度惯性导航系统对高精度小型化光纤陀螺的发展需求,开展了宽谱光源驱动的谐振式光纤陀螺(RFOG)技术研究。首先介绍了宽谱谐振式光纤陀螺的工作原理,对比分析了该种陀螺在角度随机游走上相对于发展较为成熟的干涉式光纤陀螺的优... 针对高精度惯性导航系统对高精度小型化光纤陀螺的发展需求,开展了宽谱光源驱动的谐振式光纤陀螺(RFOG)技术研究。首先介绍了宽谱谐振式光纤陀螺的工作原理,对比分析了该种陀螺在角度随机游走上相对于发展较为成熟的干涉式光纤陀螺的优势;讨论了受散粒噪声制约的理论角度随机游走的影响因素,并结合光纤耦合器的损耗系数和谐振腔内的光纤传输损耗,对耦合器的耦合系数进行了优化设计,获得了宽谱RFOG系统的最佳角度随机游走理论值;利用优化后的耦合系数,设计并研制了总长为1020 m、内径为15 cm的透射式光纤环形谐振腔,并完成了宽谱RFOG系统的研制和测试。测试结果表明,陀螺角度随机游走为2.1×10^(-4)(°)/h^(1/2),零偏不稳定性为4.6×10^(-4)(°)/h,达到了战略级陀螺的精度范围。 展开更多
关键词 谐振式光纤陀螺 宽谱光源 角度随机游走 战略级
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基于光纤陀螺的温度补偿模型改进、压缩和FPGA实现
18
作者 杨雷静 王竣可 苏杭 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期79-87,共9页
为提高光纤陀螺(FOG)在变温环境下输出误差的补偿精度,在长短期记忆神经网络模型(LSTM)基础上,利用分段非线性粒子群算法(PN-PSO)对LSTM模型超参数寻优,建立PN-PSO-LSTM光纤陀螺温度补偿模型。为有效降低计算和存储开销,便于部署在资源... 为提高光纤陀螺(FOG)在变温环境下输出误差的补偿精度,在长短期记忆神经网络模型(LSTM)基础上,利用分段非线性粒子群算法(PN-PSO)对LSTM模型超参数寻优,建立PN-PSO-LSTM光纤陀螺温度补偿模型。为有效降低计算和存储开销,便于部署在资源受限的硬件环境中,提出一套适用于光纤陀螺应用场景的模型压缩方案,包括:知识蒸馏、剪枝、激活函数线性化、定点数量化等。最后基于Xilinx公司某芯片完成部署。对比实验结果表明,相较于传统反向传播(BP)模型和传统PSO-LSTM模型,采用所提模型补偿后,陀螺零偏输出均方误差分别降低74.4%和53.5%,模型压缩后在大小减小94.1%的同时,陀螺零偏输出均方误差仍然比传统全精度模型更低,在FPGA实现后对比PC端模型推理速度提升98.47%。 展开更多
关键词 光纤陀螺 长短期记忆神经网络模型 温度补偿 模型压缩
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基于多模型集成算法的光纤陀螺温度补偿及实现
19
作者 仇海涛 王开 +1 位作者 石海洋 冯子健 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第1期96-100,共5页
为降低光纤陀螺因温度效应产生的零偏漂移,以基于最小二乘法的多项式补偿模型和经遗传算法优化后的BP神经网络模型(GA-BP)为基学习器,通过集成学习算法建立了光纤陀螺的温度补偿模型,并对补偿后的光纤陀螺进行在线温度补偿实验。实验结... 为降低光纤陀螺因温度效应产生的零偏漂移,以基于最小二乘法的多项式补偿模型和经遗传算法优化后的BP神经网络模型(GA-BP)为基学习器,通过集成学习算法建立了光纤陀螺的温度补偿模型,并对补偿后的光纤陀螺进行在线温度补偿实验。实验结果表明,该模型在-40~+60℃温变环境下将光纤陀螺的全过程零偏漂移降低了85%以上,且补偿后的启动段零偏输出均值更接近零位。 展开更多
关键词 光纤陀螺 温度补偿 遗传算法 BP神经网络 集成学习
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基于暂态过程优化的谐振式光纤陀螺背向散射噪声抑制方法研究
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作者 王沐禹 王梓丞 +2 位作者 魏玉强 赵佳琪 刘晓馥 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第4期536-541,共6页
针对谐振式光纤陀螺受背向散射噪声影响严重的问题,在优化三角波调制解调参数的基础上,提出了一种基于暂态过程优化的噪声抑制方法。该方法通过部分采样和均值滤波,在不改变陀螺光、电硬件配置的前提下,优化了三角波调制时存在的暂态过... 针对谐振式光纤陀螺受背向散射噪声影响严重的问题,在优化三角波调制解调参数的基础上,提出了一种基于暂态过程优化的噪声抑制方法。该方法通过部分采样和均值滤波,在不改变陀螺光、电硬件配置的前提下,优化了三角波调制时存在的暂态过程现象,提高背向散射噪声的抑制比,改善解调曲线工作区的线性度。搭建样机并进行实验后,结果表明,基于暂态过程优化的噪声抑制方法能将暂态过程的占空比由64.3%降低至12.1%,解调后背向散射噪声的抑制比达到46.8%,且解调曲线工作区线性度达99.6%。可见,基于暂态过程优化的方法能有效提高谐振式光纤陀螺背向散射噪声的抑制能力,并改善解调曲线工作区的线性度。 展开更多
关键词 谐振式光纤陀螺 背向散射噪声 暂态过程 调制解调
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