光纤陀螺动态特性的测试与分析

摘要

本文以实验室自主研发的光纤捷联惯导系统中的光纤陀螺仪为研究对象，对光纤陀螺的动态特性进行测试，对陀螺的动态输出信号进行滤波，并提出了评价光纤陀螺动态特性的方法。本文所设计的测试分析方法以及得到的结论，为评价比较光纤陀螺的动态特性和提高光纤陀螺的可靠性和环境适应性提供了重要的理论依据。 本文首先分析了光纤陀螺现有的动态特性测试方法的优劣，介绍了光纤陀螺的基本原理和主要性能指标，建立了光纤陀螺动态输出信号的数学模型，根据光纤陀螺动态测试时需要满足的条件，设计了详细的测试方案。实践证明该测试方案能够比较全面细致的反应光纤陀螺的动态特性。 其次，本文为计算光纤陀螺的动态输出误差确定了基准值，此外还提出了评价光纤陀螺动态特性的方法，实现了几个光纤陀螺的动态输出精度的快速比较。 第三，根据光纤陀螺动态输出信号的特点选择小波多分辨率分析法对其进行滤波降噪。根据实际信号的不同频率特点选择最合适的小波基和信号分解层数对光纤陀螺动态输出信号进行滤波，提高了光纤陀螺的动态输出精度。 最后，用MatlabGUI编程编写光纤陀螺动态特性分析软件界面，把光纤陀螺动态特性的分析方法和对光纤陀螺动态输出信号的小波滤波方法集成在此软件中，在最大的程度上提高了评价光纤陀螺动态特性的效率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1选题的背景和意义

1.2光纤陀螺的国内外研究现状

1.2.1光纤陀螺的概述

1.2.2国内外研究现状

1.3光纤陀螺的动态测试方法

1.3.1传统的动态测试方法

1.3.2数字化动态测试法

1.4论文的主要研究内容

第2章光纤陀螺工作原理和输出信号模型

2.1光纤陀螺的工作原理

2.2光纤陀螺的性能指标

2.3光纤陀螺的输出信号模型

2.3.1光纤陀螺在静态下的输出信号模型

2.3.2光纤陀螺在动态下的输出信号模型

2.4本章小结

第3章光纤陀螺的动态特性测试分析

3.1光纤陀螺动态特性的测试方法

3.1.1实验设备介绍

3.1.2频率法原理及相关公式推导

3.1.3光纤陀螺的动态测试详细方法设计

3.2光纤陀螺动态输出的基准值的确定

3.2.1转台的瞬时角位置求导作基准值

3.2.2转台理论速度值作基准值

3.3光纤陀螺动态误差的分析方法

3.3.1分周期比较法

3.3.2分幅度比较法

3.4本章小结

第4章光纤陀螺动态输出信号的滤波方法的研究

4.1加权求平均滤波法

4.2小波多分辨率分析法

4.2.1小波变换的特点和原理

4.2.2小波多分辨率分析法

4.2.3小波基的选取原则

4.2.4小波滤波的Matlab函数

4.3两种滤波方法在光纤陀螺动态信号处理中的应用比较

4.3.1加权求平均滤波法在光纤陀螺动态信号滤波中的应用

4.3.2小波多分辨率分析在光纤陀螺动态信号滤波中的应用

4.4本章小结

第5章光纤陀螺动态特性分析软件

5.1软件功能组成

5.2软件各功能模块的具体实现方法

5.2.1数据预处理模块

5.2.2小波滤波模块

5.2.3分周期比较法模块

5.2.4分幅度比较法模块

5.3实验结果分析

5.3.1分周期比较法实验结果

5.3.2分幅度比较法实验结果

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢