光纖陀螺信號(hào)分析處理及濾波技術(shù)研究.pdf

1、光纖陀螺與傳統(tǒng)機(jī)械陀螺相比具有啟動(dòng)快、靈敏性好、可靠性高、動(dòng)態(tài)范圍寬、標(biāo)度因數(shù)線性度好和數(shù)字輸出等優(yōu)點(diǎn)。基于光纖陀螺的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)得到迅猛發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用于精密儀器、移動(dòng)通信以及國(guó)防科技軍事等領(lǐng)域，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的角速率傳感器。然而光纖陀螺由于自身的物理結(jié)構(gòu)和外界干擾等原因，使得光纖陀螺信號(hào)的隨機(jī)漂移很大程度上影響了光纖陀螺的測(cè)量精度，如果不加以補(bǔ)償會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成較大的影響。為此，全文從以下幾個(gè)方面對(duì)光纖陀螺信號(hào)進(jìn)行了研究

2、： (1)首先采集光纖陀螺數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行剔野值、低通濾波、平滑和剔趨勢(shì)項(xiàng)等信號(hào)預(yù)處理，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的陀螺信號(hào)具有平穩(wěn)性，服從正態(tài)分布，可以用于進(jìn)行建立隨機(jī)漂移的數(shù)學(xué)建模與補(bǔ)償技術(shù)研究。 (2)對(duì)光纖陀螺進(jìn)行隨機(jī)誤差分析，應(yīng)用Allan方差法進(jìn)行光纖陀螺的隨機(jī)誤差項(xiàng)辨識(shí)，得到三個(gè)光纖陀螺的零偏不穩(wěn)定性、角度隨機(jī)游走等誤差項(xiàng)。 (3)對(duì)光纖陀螺進(jìn)行時(shí)間序列分析，以AIC準(zhǔn)則為判定依據(jù)，建立光纖陀螺的最優(yōu)的ARM

3、A(n，m)模型，并對(duì)模型進(jìn)行適用性檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明3個(gè)光纖陀螺的適用模型分別為ARMA(2，1)、ARMA(2，1)和ARMA(3，2)。 (4)采用可編程器件FPGA進(jìn)行硬件濾波算法實(shí)現(xiàn)，引入CORDIC算法實(shí)現(xiàn)硬件FFT頻譜分析系統(tǒng)，并通過(guò)應(yīng)用固化參數(shù)數(shù)據(jù)和硬件乘法器、加法器等辦法實(shí)現(xiàn)ⅡR低通濾波器的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果證明，通過(guò)對(duì)光纖陀螺的隨機(jī)誤差進(jìn)行分析、建模后，提高了陀螺的測(cè)量精度。濾波算法的硬件加速技