光纤陀螺光纤环Shupe效应的三维有限元模型 被引量：8

1

作者 李茂春 刘铁根 +4 位作者 王佳佳 侯丽丽 周友伟 江俊峰 姚晓天 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期601-606,共6页

针对传统二维热致非互易光纤环模型的局限性,建立了光纤环柱面坐标三维计算模型,可分析光纤环径向、轴向和周向温度不均匀变化导致的热致误差速率和热致误差角度.采用有限元方法对光纤环三维物理模型进行数值仿真,定量分析由温度激励造... 针对传统二维热致非互易光纤环模型的局限性,建立了光纤环柱面坐标三维计算模型,可分析光纤环径向、轴向和周向温度不均匀变化导致的热致误差速率和热致误差角度.采用有限元方法对光纤环三维物理模型进行数值仿真,定量分析由温度激励造成的热致误差速率和热致误差角度.开展了光纤环温度激励实验,对比仿真和实验结果,验证了光纤环三维物理模型的有效性.并将光纤环三维计算模型成功地应用于光纤陀螺(FOG)纤环瞬态特性检测方法所用的温度激励源设计. 展开更多

关键词 Shupe效应 热致非互易性 光纤陀螺 光纤环 有限元

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光纤陀螺光纤环Shupe误差的多参数影响仿真分析 被引量：14

2

作者 宋凝芳 关月明 贾明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期569-573,共5页

在光纤陀螺Shupe误差数学离散公式的基础上,建立四极对称法绕制光纤环的有限元模型,分析多材料组成下的光纤环在仿真时所需的综合物性参数.结合光纤陀螺工作环境的载荷和边界条件,对某型光纤环进行数值仿真,定量分析了光纤陀螺在工作温... 在光纤陀螺Shupe误差数学离散公式的基础上,建立四极对称法绕制光纤环的有限元模型,分析多材料组成下的光纤环在仿真时所需的综合物性参数.结合光纤陀螺工作环境的载荷和边界条件,对某型光纤环进行数值仿真,定量分析了光纤陀螺在工作温度下光纤环的Shupe误差,验证了模型建立的正确性.在此条件下,分析光纤环的结构参数、热学参数和热扰动参数对Shupe误差的影响.结果表明:通过增加绕制层数,提高导热系数,合理布置热源,可以明显抑制光纤环的Shupe误差,从而提高光纤陀螺的温度性能. 展开更多

关键词 Shupe效应 光纤陀螺 有限元法 光纤环

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基于热电类比法的光纤陀螺环模块热分析 被引量：5

3

作者 刘海霞 蒋鹞飞 +1 位作者 宋凝芳 贾明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期596-601,共6页

为分析光纤陀螺(FOG,Fiber-Optic Gyroscope)受外界环境变化温度影响导致产生Shupe误差,采用热电类比法对不同结构形式的光纤环(FOR,Fiber Optical Ring)模块进行热分析,比较对应的电路模型,提出并联的热容和串联的电阻是影响FOG温度性... 为分析光纤陀螺(FOG,Fiber-Optic Gyroscope)受外界环境变化温度影响导致产生Shupe误差,采用热电类比法对不同结构形式的光纤环(FOR,Fiber Optical Ring)模块进行热分析,比较对应的电路模型,提出并联的热容和串联的电阻是影响FOG温度性能的关键因素.采用有限元热仿真定性分析了并联的热容和串联的电阻对FOG温度的影响,验证了电路模型的正确性;在与热仿真相同条件下,通过温箱实验,将FOR温度变化与FOG输出性能建立关联.结果表明,通过加大FOR模块连接处的串联热阻和并联热容,可有效降低FOR的瞬时温差,尤其是较大的热容能有效减小FOR温变速率,从而减小Shupe误差,改善FOG的温度性能. 展开更多

关键词 光纤陀螺 光纤环 Shupe误差 热电类比 热仿真

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光纤陀螺光纤敏感线圈三维温度瞬态响应模型 被引量：8

4

作者 王巍 向政 邢辉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期605-610,共6页

针对光纤敏感线圈的热致非互易相移问题,通过传热分析建立了光纤敏感线圈的三维温度瞬态响应模型。利用该温度瞬态响应模型全面分析了三维坐标下的温度梯度造成的热致非互易效应;结合光纤陀螺实际的工作环境,利用仿真对四极对称绕法的... 针对光纤敏感线圈的热致非互易相移问题,通过传热分析建立了光纤敏感线圈的三维温度瞬态响应模型。利用该温度瞬态响应模型全面分析了三维坐标下的温度梯度造成的热致非互易效应;结合光纤陀螺实际的工作环境,利用仿真对四极对称绕法的光纤环进行了分析,获取了温度激励造成的热致速率误差。通过温度模型计算的热致误差速率与温箱中光纤陀螺稳测数据的极差为0.48(°)/h,计算结果验证了光纤敏感线圈三维温度瞬态响应模型的有效性。利用该模型可有效指导光纤环热结构参数的设计,从而抑制光纤环的Shupe误差,提高光纤陀螺的温度性能。 展开更多

关键词 光纤陀螺 光纤敏感线圈 Shupe效应 热致非互易性 温度模型

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双光程光纤陀螺的温度致非互易性研究(英文) 被引量：2

5

作者 徐宏杰 张文艳 +1 位作者 徐小斌 宋凝芳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期175-179,共5页

为了提高陀螺的精度,提出了一种新型双光程光纤陀螺.在光纤环两端各连接一个偏振分束器,使得偏振光依次沿保偏光纤的快轴、慢轴传输两圈,其有效光程加倍,进而实现陀螺的Sagnac效应加倍.针对该光纤陀螺在温度场扰动下的非互易问题,分析... 为了提高陀螺的精度,提出了一种新型双光程光纤陀螺.在光纤环两端各连接一个偏振分束器,使得偏振光依次沿保偏光纤的快轴、慢轴传输两圈,其有效光程加倍,进而实现陀螺的Sagnac效应加倍.针对该光纤陀螺在温度场扰动下的非互易问题,分析了其特殊结构带来的温度致非互易误差,利用有限元分析法建立了相应的Shupe误差模型,并对光纤环90°熔点位置、光纤环折射率温度系数改变对Shupe误差影响进行了相应的理论计算与仿真分析,结果表明90°熔点置于光纤环中点或者选用折射率温度系数满足特定条件的光纤环可减小其Shupe误差. 展开更多

关键词 光纤陀螺 Shupe误差 有限元 保偏光纤环 双光程

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结构材料对光纤陀螺动态性能的影响 被引量：2

6

作者 刘海霞 蒋鹞飞 +1 位作者 宋凝芳 潘雄 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期39-43,共5页

光纤陀螺(FOG,Fiber-Optic Gyroscope)在动态运用过程中输出易产生非互易性误差,分析FOG产生振动误差的原因,提出结构材料的性质对FOG动态性能有显著的影响.对作为FOG结构核心的本体采用不同结构材料,分别建立对应的FOG有限元模型,进行... 光纤陀螺(FOG,Fiber-Optic Gyroscope)在动态运用过程中输出易产生非互易性误差,分析FOG产生振动误差的原因,提出结构材料的性质对FOG动态性能有显著的影响.对作为FOG结构核心的本体采用不同结构材料,分别建立对应的FOG有限元模型,进行模态分析以及谐响应分析,定性分析结构材料的比刚度对FOG动态性能的影响,通过扫频振动和随机振动实验验证模型建立的正确性.结果表明,将比刚度高的铍铝材料替换铝合金材料应用在FOG本体上,能将FOG的一阶固有频率由1452 Hz提高至2213 Hz,可显著提高FOG的动态输出精度,并减小FOG整体质量,特别适用于轻小型FOG. 展开更多

关键词 光纤陀螺 结构材料 比刚度 动态性能

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闭环光纤陀螺标度因数的温度稳定性研究 被引量：5

7

作者 吴衍记 黄显林 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期618-620,共3页

基于闭环光纤陀螺仪进行了标度因数的温度稳定性研究.建立了标度因数公式,分析了温度影响标度因数稳定性的主要原因,给出了相应参数的温度系数;利用闭环光纤陀螺样机进行了温度试验.试验结果表明:光纤陀螺仪标度因数的温度灵敏度由8.08&... 基于闭环光纤陀螺仪进行了标度因数的温度稳定性研究.建立了标度因数公式,分析了温度影响标度因数稳定性的主要原因,给出了相应参数的温度系数;利用闭环光纤陀螺样机进行了温度试验.试验结果表明:光纤陀螺仪标度因数的温度灵敏度由8.08×10-4/℃改变为1.70×10-5/℃. 展开更多

关键词 光纤陀螺仪 光纤角速度传感器 标度因数

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光纤陀螺随机误差的滤波方案的探讨 被引量：2

8

作者 范跃祖 宁文如 刘剑 《数理统计与管理》 CSSCI 北大核心 1997年第4期29-32,共4页

范跃祖，宁文如，刘剑．光纤陀螺随机误差的滤波方案的探讨．数理统计与管理，１９９７，１６（４），２９～３２．光纤陀螺是新一代的光学陀螺仪，它的性能决定着惯性参照系统的精度。光纤陀螺的误差分为两大类。一类是有规律的，另一... 范跃祖，宁文如，刘剑．光纤陀螺随机误差的滤波方案的探讨．数理统计与管理，１９９７，１６（４），２９～３２．光纤陀螺是新一代的光学陀螺仪，它的性能决定着惯性参照系统的精度。光纤陀螺的误差分为两大类。一类是有规律的，另一类是随机的。本文提出了两种新的用于光纤陀螺随机误差补偿的Ｋａｌｍａｎ滤波方案，考虑了两种随机模型：（Ⅰ）角速度变化为等随机的；（Ⅱ）角速度变化为等随机加速的。仿真结果表明。 展开更多

关键词 光纤陀螺 随机误差 卡尔曼滤波 滤波模型 角速度

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FOG光纤环三维温度瞬态模型 被引量：3

9

作者 赵小明 李茂春 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期929-933,共5页

提出了光纤陀螺光纤环三维温度瞬态模型解析式,用于求解光纤环径向、轴向和周向温度瞬态效应所致的非互易性相位、速率和角度误差。相比传统的二维光纤环模型只能分析均匀径向温度瞬态效应,此三维模型改善了求解能力,提高了准确性。采... 提出了光纤陀螺光纤环三维温度瞬态模型解析式,用于求解光纤环径向、轴向和周向温度瞬态效应所致的非互易性相位、速率和角度误差。相比传统的二维光纤环模型只能分析均匀径向温度瞬态效应,此三维模型改善了求解能力,提高了准确性。采用有限元方法数值求解三维温度瞬态模型解析式,得到了不同温度激励下的热致速率和角度误差。最后进行了光纤环温度激励的相应实验,实验结果与光纤环三维温度瞬态模型数值计算结果一致,验证了光纤环三维模型的准确性。 展开更多

关键词 热致非互易性 瞬态效应 光纤陀螺 光纤环 有限元分析

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微机械角速率传感器的性能分析 被引量：2

10

作者 董煜茜 高钟毓 张嵘 《传感技术学报》 CAS CSCD 1998年第4期28-36,共9页

中等精度的微机械角速率传感器(又称陀螺仪)具有成本低、可靠性高、体积小、重量轻等优点,在民用和军用领域有着广泛的应用前景,具有很强的前沿性,目前世界各国对此非常关注并投入了大量研制和开发费用.根据国际发展趋势和我国的需求,... 中等精度的微机械角速率传感器(又称陀螺仪)具有成本低、可靠性高、体积小、重量轻等优点,在民用和军用领域有着广泛的应用前景,具有很强的前沿性,目前世界各国对此非常关注并投入了大量研制和开发费用.根据国际发展趋势和我国的需求,我们研制了静电驱动的振动轮式微机械陀螺仪.本文主要针对这种微机械陀螺仪的特性进行分析,从工作原理,动力学方程出发,推导出了此类陀螺的检测输入角速度灵敏度;开环、闭环传递函数;交流反馈控制提取同相分量和抑制正交分量的原理;以及闭环控制改善动态测量频带的方法. 展开更多

关键词 微机械陀螺仪 振动式 速率陀螺 角速率陀螺仪

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微机械梳状陀螺仪的瞬态分析 被引量：10

11

作者 唐海林 程永生 苏伟 《信息与电子工程》 2004年第2期118-120,共3页

为了研究微陀螺敏感模态和驱动模态的固有频率与机械灵敏度以及相位漂移、稳定性的关系,利用敏感电压的负刚度效应调节两模态间的固有频率差,通过CoventorWare软件进行瞬态分析,经优化仿真后得到了在一定的频率差下微陀螺的最佳性能。

关键词 仪器仪表技术 性能 瞬态分析 微陀螺 固有频率

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基于惯性因子的混沌粒子群优化算法研究 被引量：2

12

作者 李邓化 李金鳌 +1 位作者 庞美飒 刘爱华 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2012年第5期7-10,共4页

粒子群优化算法本身在多峰复杂函数时会出现早熟收敛现象,降低粒子的多样性,导致粒子群不能收敛到全局极值点。针对粒子群优化算法的局限性,把混沌优化思想引入到粒子群算法,采用混沌优化粒子群算法对测试函数进行仿真,并在此基础上加... 粒子群优化算法本身在多峰复杂函数时会出现早熟收敛现象,降低粒子的多样性,导致粒子群不能收敛到全局极值点。针对粒子群优化算法的局限性,把混沌优化思想引入到粒子群算法,采用混沌优化粒子群算法对测试函数进行仿真,并在此基础上加入惯性因子对混沌优化粒子群算法进一步改进,Matlab仿真结果表明,改进的混沌优化粒子群算法,结合了混沌和粒子群算法共同的优点,能快速、准确地搜索到全局最优值。 展开更多

关键词 惯性因子 粒子群 混沌 优化算法 收敛性

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温度暂态效应对光纤陀螺性能的影响及其减小措施 被引量：4

13

作者 吴衍记 何新科 黄显林 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期558-560,共3页

对温度暂态效应影响光纤陀螺零偏特性的机理进行了详细的理论分析,提出了几种消除温度暂态效应对光纤陀螺性能影响的方案,尤其是四极对称缠绕技术对提高光纤陀螺的温度特性具有更为明显的效果。

关键词 光纤陀螺 角速度传感器 温度暂态效应

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双干涉光纤陀螺光纤环温度致非互易性分析 被引量：1

14

作者 徐宏杰 安明花 +1 位作者 徐小斌 滕飞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期304-308,共5页

双干涉光纤陀螺是一种新型光纤陀螺,可加倍Sagnac信号,具有轻小型、高信噪比的优点.为改善双干涉光纤陀螺光纤环的温度性能,针对其光路建立了光纤环温度致非互易误差模型,仿真分析了光纤环中90°熔点位置对温度致非互易误差的影响,... 双干涉光纤陀螺是一种新型光纤陀螺,可加倍Sagnac信号,具有轻小型、高信噪比的优点.为改善双干涉光纤陀螺光纤环的温度性能,针对其光路建立了光纤环温度致非互易误差模型,仿真分析了光纤环中90°熔点位置对温度致非互易误差的影响,提出了将90°熔点置于光纤环中点时陀螺的温度致非互易误差将显著减小,并进行了实验验证,实验结果与理论分析相符.结果表明将90°熔点置于光纤环中点可使双干涉光纤陀螺的温度致非互易误差降低为原来的1/400. 展开更多

关键词 双干涉光纤陀螺 光纤环 温度致非互易性 固有非互易误差

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线圈隔热层对光纤陀螺温度误差的影响分析 被引量：1

15

作者 吴军伟 缪玲娟 吴衍记 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期378-381,386,共5页

针对温度变化所引起的光纤陀螺非互易相移误差,详细研究了隔热材料对减小热漂移误差的作用,并详细比较了使用不同厚度隔热层的光纤陀螺在相同变温历程下的热漂移误差大小以及达到热平衡状态所需的时间。仿真结果表明,当隔热层的厚度由0m... 针对温度变化所引起的光纤陀螺非互易相移误差,详细研究了隔热材料对减小热漂移误差的作用,并详细比较了使用不同厚度隔热层的光纤陀螺在相同变温历程下的热漂移误差大小以及达到热平衡状态所需的时间。仿真结果表明,当隔热层的厚度由0mm变化到4mm的过程中,热漂移误差的峰值由0.12(°)/h降低到了0.08(°)/h,同时达到热平衡的时间从2 520 s增加到了3 600 s。利用该仿真结果,可以在保证热启动时间满足条件的前提下找到一个最优的隔热层厚度,从而使热漂移误差的峰值最小。 展开更多

关键词 光纤陀螺 光纤线圈 隔热材料 热漂移误差

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闭环保偏光纤陀螺测试系统的研究 被引量：1

16

作者 苏中 李擎 《国外电子测量技术》 2003年第6期12-14,共3页

闭环保偏光纤陀螺是一种新型固态速率陀螺。本文简述了其工作原理,设计了基于RS—485总线的陀螺性能测试系统软硬件,指出了需要进一步做的工作。

关键词 光纤陀螺 测试系统 RS-485总线 软件设计 飞行器控制系统 角运动

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动力调谐陀螺速率测量回路的解耦与实现 被引量：2

17

作者 滕玉琨 梅硕基 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期33-38,共6页

分析了动力调谐陀螺作为捷联惯性系统的角速率测量元件在实现陀螺测量解耦的再平衡回路设计方法时，按综合系统要求、陀螺实际运转特点、解耦条件及工程实施等有关问题，设计了主回路及解耦回路各电路的传递函数，并对陀螺－再平衡回路... 分析了动力调谐陀螺作为捷联惯性系统的角速率测量元件在实现陀螺测量解耦的再平衡回路设计方法时，按综合系统要求、陀螺实际运转特点、解耦条件及工程实施等有关问题，设计了主回路及解耦回路各电路的传递函数，并对陀螺－再平衡回路系统进行仿真，结果表明，解耦设计是有效的，它为其工程实施提供了依据。 展开更多

关键词 动力调谐陀螺 捷联惯性系统 解耦 角速率 测量

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电子隧道效应在微机械振动陀螺中的应用 被引量：1

18

作者 李文望 孙道恒 《泉州师范学院学报》 2001年第6期29-32,共4页

简介微机械振动陀螺的工作原理和电子隧道效应原理 ,电子隧道效应在敏感微小位移的变化有极高的灵敏度 ,已成功地应用在加速度计、红外探测器、磁强针等微传感器上 .本文提出把电子隧道效应应用到微机械振动陀螺的输出检测 ,并分析了输... 简介微机械振动陀螺的工作原理和电子隧道效应原理 ,电子隧道效应在敏感微小位移的变化有极高的灵敏度 ,已成功地应用在加速度计、红外探测器、磁强针等微传感器上 .本文提出把电子隧道效应应用到微机械振动陀螺的输出检测 ,并分析了输出为角振动和线振动的结构设计方案及检测方式 . 展开更多

关键词 微机械陀螺 电子隧道效应 结构设计 振动位移 输出检测 角振动 线振动

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光纤陀螺零偏稳定性研究 被引量：5

19

作者 秦炜 周柯江 《光学仪器》 1997年第4期54-57,共4页

以简明的方法推导了干涉型光纤陀螺柬偏稳定性表达式，并讨论了它们的适用范围和局限。

关键词 光纤陀螺 零偏稳定性 角速度传感器

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提高光纤陀螺开机零偏稳定性的调制方法

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作者 许文渊 张春熹 +1 位作者 邬战军 张晞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期580-583,共4页

针对光纤陀螺在开机启动时零偏不稳定的问题,从机理上分析了2π电压初始对准及前向增益变化对零偏的影响.提出了一种新的组合调制方法,通过4种状态的调制、解调,实现了对Y波导2π电压的快速调整,有效缩短2π电压在陀螺开机时的初始对准... 针对光纤陀螺在开机启动时零偏不稳定的问题,从机理上分析了2π电压初始对准及前向增益变化对零偏的影响.提出了一种新的组合调制方法,通过4种状态的调制、解调,实现了对Y波导2π电压的快速调整,有效缩短2π电压在陀螺开机时的初始对准时间,由5min缩短至1 s,克服了目前方波调制的缺陷.经频域分析和实验验证,该组合调制方法还可以抑制由调制引起的交叉干扰,能够有效抑制前向增益变化对陀螺零偏的影响,从而使前向增益变化导致的陀螺开机零偏变化由0.03(°)/h减小至0.01(°)/h. 展开更多

关键词 光纤陀螺 调制 交叉干扰 波导

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