雙光源冗余光纖陀螺測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、光纖陀螺儀廣泛應(yīng)用于各種航天器和武器裝備，其應(yīng)用特殊性要求其具有高可靠性，雙光源四軸光纖陀螺采用冗余設(shè)計(jì)，其中敏感軸部分包括三個(gè)兩兩相互垂直的工作軸和一個(gè)備用軸，當(dāng)工作軸性能惡化，輸出數(shù)據(jù)異常時(shí)，即啟動(dòng)備用軸；光源部分包含一個(gè)工作光源和一個(gè)備用光源，當(dāng)工作光源功率異常時(shí)，系統(tǒng)即啟動(dòng)備用光源。冗余設(shè)計(jì)在原有單光源單軸、單光源三軸的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了陀螺的可靠性。
　　光纖陀螺的閉環(huán)數(shù)據(jù)是閉環(huán)控制回路反饋和輸出的原始數(shù)據(jù)，更加詳細(xì)的包

2、含了反映陀螺性能的噪聲及動(dòng)態(tài)信息，因此獲得陀螺的閉環(huán)數(shù)據(jù)可進(jìn)一步優(yōu)化光纖陀螺噪聲抑制和閉環(huán)控制算法。光纖陀螺濾波輸出數(shù)據(jù)是閉環(huán)輸出經(jīng)過數(shù)字濾波器平滑、放大之后的輸出，對(duì)閉環(huán)輸出進(jìn)行了降噪處理，濾波后輸出數(shù)據(jù)減少了電路噪聲和光路噪聲對(duì)陀螺性能的影響，輸出的光纖陀螺的數(shù)據(jù)信息更加精確。為了獲取陀螺閉環(huán)和濾波后輸出數(shù)據(jù)，本文開展了以下研究：
　　一、光纖陀螺閉環(huán)和濾波輸出數(shù)據(jù)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)于閉環(huán)數(shù)據(jù)的采集，基于測(cè)試所需的雙光源四軸光纖

3、陀螺的結(jié)構(gòu)以及大于200m的光纖環(huán)長(zhǎng)度，完成了閉環(huán)數(shù)據(jù)多功能測(cè)試系統(tǒng)的需求分析，明確了測(cè)試系統(tǒng)功能，在完成需求分析的基礎(chǔ)上對(duì)構(gòu)成多功能測(cè)試系統(tǒng)整體的軟硬件模塊及其主體實(shí)現(xiàn)功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并且對(duì)設(shè)計(jì)過程中遇到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了攻關(guān)和研究。對(duì)于陀螺濾波數(shù)據(jù)的采集，設(shè)計(jì)中采用了低速采集的模式，即指陀螺輸出的數(shù)據(jù)在測(cè)試系統(tǒng)主控芯片內(nèi)進(jìn)行1s累加、移位，實(shí)現(xiàn)每秒向上位機(jī)發(fā)送一個(gè)采集數(shù)據(jù)，低速采集可實(shí)現(xiàn)對(duì)陀螺一般性能的測(cè)試，如靜態(tài)測(cè)試（零偏、零漂）、

4、標(biāo)度測(cè)試、閾值測(cè)試、振動(dòng)測(cè)試、溫度測(cè)試等的數(shù)據(jù)測(cè)試采集。
　　二、光纖陀螺閉環(huán)和濾波輸出數(shù)據(jù)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。該部分內(nèi)容首先完成了基于FPGA主控芯片和高速USB控制芯片的光纖陀螺閉環(huán)和濾波輸出數(shù)據(jù)測(cè)試采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分，包括電路原理圖設(shè)計(jì)和PCB繪制；然后根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的各模塊功能和軟件需求分析，完成了可編程器件FPGA、高速USB控制芯片和上位機(jī)顯控軟件的程序編寫調(diào)試，最后對(duì)閉環(huán)和濾波輸出數(shù)據(jù)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了功能展示，結(jié)果表明系統(tǒng)