一、闭环光纤陀螺数字检测方法研究及实现（论文文献综述）
裴春祥[1]（2020）在《基于拍频检测的谐振式光纤陀螺数字处理平台设计与实现》文中指出谐振式光纤陀螺（R-FOG）在Sagnac效应的基础上利用光波叠加原理,通过光纤谐振腔产生谐振现象,仅依靠十几米光纤便可实现角速度测量,在小型化、低成本方面具有诸多优势。传统的R-FOG设计方案采用的激光器体积较大、成本较高,本论文针对这一问题,设计了一种以DFB激光驱动系统和拍频信号检测系统为核心的谐振式光纤陀螺数字处理平台,能够有效减小激光器体积和成本,省略调制解调及数字频率锁定相关环节,且测量范围不再受解调线性区限制。本论文主要完成以下工作:首先,详细介绍Sagnac效应的基本光学原理以及基于拍频的R-FOG相关技术原理,给出透射式光纤谐振腔的作用原理和数学模型,并在此基础上进一步描述了R-FOG中拍频产生的数学模型,引入激光自注入锁定技术实现频率锁定,最后确定了基于拍频检测的陀螺整体光路系统。其次,针对陀螺输出拍频信号及其检测的相关要求,设计了基于拍频信号产生与检测技术的数字处理平台设计方案。方案主要包含基于恒温、恒流控制的DFB半导体激光器驱动系统和基于TDC测量技术的拍频信号检测系统。对恒温、恒流闭环控制回路相关电路设计进行详细介绍,简述TDC时间测量技术原理和一般检测方法。本论文所设计的数字处理平台较之传统R-FOG数字平台结构更加简洁,体积更加微小,成本更加低廉,且减小了解调性区间对测量的影响,扩大了测量范围。然后,完成了数字处理平台具体硬件电路实现。其中包含:以STM32为核心控制单元,设计了基于LTC1923、AD、DA和高精度运放等元件闭环控制的激光器恒温、恒流控制系统,该系统使激光器工作于稳定状态,输出窄线宽和具有较高纯净度的激光信号,且可自由调谐驱动电流大小,从而移动激光中心频率;以FPGA为核心运算单元,设计了基于TDC-GP22的拍频信号检测系统,该系统可实现陀螺输出拍频信号高精度时间长度测量,从而得出拍频频率。最后,搭建数字平台的测试环境,对平台各模块及整体进行测试工作。完成激光器驱动系统恒温稳定性测试工作,试验结果表明,温度稳定性良好;完成恒流稳定性和调谐操作线性度测试工作,试验结果表明电流稳定性,调谐线性度良好,为注入锁定提供了稳定的激光信号;完成双激光器叠加拍频测试工作,实验结果表明激光器驱动系统工作稳定,可产生明显稳定的拍频,初步验证了方案的合理性;完成拍频检测系统时间长度测量工作,时间测量结果表明,所设计的拍频检测系统测量工作正常,能够实现时间间隔信息测量,验证了拍频检测系统的合理性。
谢涛[2]（2020）在《基于正弦-双极性锯齿波调制的闭环RFOG系统设计及其频谱特性研究》文中研究指明谐振式光纤陀螺（Resonator Fiber Optic Gyro,RFOG）是一种利用Sagnac效应实现的惯性角速度传感器。这种传感器目前尚处于实验室研究阶段。本论文采用两个铌酸锂相位调制器,提出一种基于数字正弦-双极性锯齿波相位调制的闭环RFOG系统;并针对此闭环系统,分析了两个调制环路的频谱特性,提出了抑制环路间频谱重叠引起的背向散射噪声的方案,主要开展了如下研究工作:（1）采用两个铌酸锂相位调制器,提出并实现了一种基于数字正弦-双极性锯齿波相位调制的闭环RFOG系统。本论文提出将数字正弦波和双极性锯齿波相位调制分别应用于系统的两个环路,基于双铌酸锂相位调制器实现闭环,并针对此系统进行了优化。相比于以往的闭环方案,该方案避免了因加载调制信号需要而带来的相位调制器个数及相关硬件电路的增加,有利于系统小型化;同时,由于仅在一个环路采用锯齿波调制,尽可能地减少了锯齿波调制带来的不利影响。（2）针对提出的闭环RFOG系统,分析了静态条件下的频谱重叠特性,并提出了频谱优化方案。闭环系统中环路间的频谱重叠会引入背向散射噪声,本论文分析了静态条件下闭环系统中两环路的频谱特性,并结合不同调制参数下的陀螺输出测试结果,提出了静态条件下的频谱优化方案,得出结论:为减少环路间的频谱重叠,应适当增大正弦波调制频率与双极性锯齿波静态初始复位频率之差,且正弦波调制频率应尽量接近双极性锯齿波调制频率的偶数倍。测试结果表明,采用该优化方案后,RFOG系统静态条件下Allan方差约为7.1deg/h。（3）针对提出的闭环RFOG系统,在静态频谱研究的基础上,分析了动态条件下的频谱重叠特性,并提出了动态频谱优化算法。该算法通过切换双极性锯齿波的静态初始复位频率,使两环路中光的主频率分量始终保持足够大的频率差,从而尽可能地避免严重的频谱重叠。测试结果表明,在发生严重频谱重叠的一定旋转角速度下,采用该算法后,陀螺输出信号的标准差可以有效降低约70.5%。以上成果为闭环RFOG系统的小型化及频谱特性的进一步研究提供了参考。
冼拓华[3]（2020）在《干涉式光纤陀螺仪数字闭环测量系统误差分析及校正方法》文中认为干涉式光纤陀螺仪,是一种基于Sagnac效应的光学测量系统。Sagnac干涉仪光学传感器本体实现了被测量角速度与干涉相位之间的线性映射,而数字信号处理部分实现对角速度的跟踪、控制与测量。本文针对H.C.Lefevre博士提出的全数字闭环处理技术进行简单阐述,并在Z域上完成系统建模及稳定性分析。本文进一步针对环路增益对系统响应的影响做了深入分析,并针对性地提出了环路增益控制方案,实验结果达成预期目标。本文还针对干涉式光纤陀螺仪的低速测量偏置畸变的成因,进行了深入探讨分析,并通过软件仿真等手段证明了调制信号的同频串扰是造成低速测量偏置畸变误差的根本原因。同时通过理论计算得到低速测量畸变区宽度与信号串扰强度成二次方关系。根据信号串扰模型,本文使用了伪随机调制解调的方法对转速测量系统进行改进。在伪随机调制解调的基础上,还完成了环路增益为一的控制目标,同时针对信号串扰造成的随机游走误差设计了相应的跟踪消除模块。新设计控制方案在300m保偏光纤环上进行验证测试,陀螺仪（±500°/s）标度因素非线性度为0,标度因数温度灵敏度为0/;室温下陀螺仪输出标准差（零漂,一秒一平均）为0 5°/,变温（/）下输出标准差（零漂,一秒一平均）为0 5 0°/;Allan方差随机游走系数为0 005°/√,零偏不稳定性为0 0°/;低速测量区无偏置畸变和测量死区。
李浩林[4]（2020）在《谐振式光纤陀螺闭环调制信号处理技术研究与实现》文中研究说明陀螺作为惯导设备的核心器件之一,能够量测待测物体的旋转角运动,陀螺的量测精度将直接影响着整个惯导系统的精度,谐振式光学陀螺以Sagnac效应为基础原理,与干涉式光纤陀螺相比,由于其具备在相同光纤长度下的理论精度更高,因此在高精度和小型化上具备很大的探索潜力,符合陀螺器件的发展趋势。Sagnac效应作为所有光学陀螺共同的理论基础,谐振式陀螺系统中,激光器的出射光被分成相同的两份,分别沿不同的耦合器端口入射谐振腔,当腔体按照任意角度发生转动时,就会产生两束的谐振图像分离的情况,而两方向的谐振图像差即可反映旋转角速度的大小,但是由于Sagnac效应本身十分微小,转动能够导致的频率图像差值也十分微小,所以信号检测环节的精确度至关重要。数字电路与模拟电路相比,稳定性高,不易受到干扰,处理数据效率高,所以采用数字信号平台对谐振式光纤陀螺输出数据进行处理。系统整体采用闭环调制信号处理系统来对量测数据进行检测,放大微弱信号,提高系统稳定性。论文的主要研究内容与成果如下:首先,介绍所有光学陀螺的基本原理即光学Sagnac效应,从而引出谐振式光纤陀螺并深入介绍陀螺光路和电路原理,分析谐振腔的性能参数。谐振式光纤陀螺闭环调制信号处理系统由电路部分和光路部分共同构成,建立从激光器输出到光电探测器检测间的光路信号模型,提出谐振式光纤陀螺信号检测与反馈控制系统的整体组成结构模型,在对光路分析的基础上完成陀螺光路系统的建立。然后,分析谐振式光纤陀螺数字信号检测原理,设计发生正弦波的光信号调制模块,在FPGA平台中采用基于改进CORDIC的DDS方案实现该功能;设计基于锁相放大器的信号解调模块,在FPGA数字平台中采用程序与模块的组合完成该模块的设计,通过光电交互的原理实现对光路和电路信号的调制解调,实现将微弱陀螺信号放大输出。针对激光器频率含有随机性的特点,使用PI反馈模块对激光器频率进行调节,使激光器中心频率能够实时跟踪在谐振腔其中一个方向上的谐振频率点处,在FPGA数字平台中实现离散化PI控制模块,从而完成激光器对频率的锁定。针对激光器等器件对于外部干扰较为敏感,容易导致失锁的现象,在控制环节增加了预调节模块,在FPGA数字平台中采用状态机实现该功能,使系统更为稳定,抗干扰能力得到增强。最后,将谐振式光纤陀螺光路部分和电路部分组装完成,完成陀螺闭环调制数字信号处理系统,对系统谐振腔特性、数字调制、解调和反馈、预调节等模块分别进行测试,测试表明系统各模块功能设计正确。再对整体系统进行零偏稳定性和标度因数的测试,验证了谐振式光纤陀螺系统的设计与实现基本达到预期效果,并验证其数字信号处理部分进行的优化与创新的先进性。
朱运飞[5]（2020）在《基于双谐振腔结构的光纤陀螺信号检测方法研究》文中认为谐振式光纤陀螺是一种新型惯性传感器件,通过敏感谐振腔内两束相反方向传输光波的谐振频差来得到运动载体的角速率信息。理论上只需要十几米的光纤谐振腔就可以实现惯性级的导航精度,在未来高精度、集成化的发展趋势下有着巨大的市场应用前景。但谐振腔内存在诸多光学噪声,如背向散射噪声和偏振波动噪声等,使陀螺检测精度受到极大的限制。本文主要是针对光学噪声引起的谐振曲线不对称现象,提出相对应的信号检测方法,以期达到消除陀螺漂移和提高陀螺动态检测性能的目的,论文的主要研究内容如下:首先对谐振式光纤陀螺的理论工作基础进行介绍,利用光波场叠加理论分析光波在谐振腔内的传输特性,同时也研究了各结构参数对谐振特性的影响。其次,对谐振腔内存在的背向散射噪声和偏振波动噪声的产生机理和抑制方法分别进行分析,指出现有抑制方法的优势与不足。研究这两种噪声对谐振曲线不对称率的影响,为后续提出的信号检测方法奠定基础。接着,介绍谐振式光纤陀螺的系统组成,分析基于三角波调制解调方案中谐振曲线不对称对陀螺输出漂移的具体影响,为了抑制谐振曲线不对称性带来的输出误差,从信号检测的角度出发,设计双谐振腔结构的光纤陀螺系统,并将MZI型热光开关加入光路结构中,用以周期性改变光波在腔内的传输方向。基于该结构提出一种新的信号检测方法,并详细论述在一个完整调制周期内信号检测的具体过程。最后,对新提出的信号检测方法进行理论分析和仿真验证,从解调曲线零点偏移和动态检测性能这两方面对双谐振腔和单腔结构的谐振式光纤陀螺进行对比,双谐振腔陀螺从结构特性上完全避免背向散射噪声的影响,且本文提出的信号检测方法可以完全消除三角波调制过程中非互易性因素造成的陀螺漂移误差。模拟陀螺在不同温度下以固定角速率进行旋转,利用谐振曲线受偏振波动影响较小的一侧对信号进行检测,从数值仿真对比结果中可以推算出,新提出的信号检测方法可以有效地减小热致偏振波动引起的角速率检测偏差。
杨巍[6]（2019）在《三激光器谐振式光纤陀螺信号处理系统设计》文中研究指明光纤陀螺作为利用Sagnac效应检测旋转角速度的惯性传感器,广泛应用于航空航天、军事国防、民用导航等领域。光纤陀螺主要包括谐振式光纤陀螺（RFOG）、干涉式光纤陀螺、布里渊型光纤陀螺三大类,其中布里渊型光纤陀螺尚处于研究初级阶段,干涉式光纤陀螺已在各个领域得到广泛应用。谐振式光纤陀螺原理上利用长度在十几米以下的光纤绕制的光纤环形谐振腔就可以实现与干涉式光纤陀螺相同的高检测精度,正越来越吸引国内外各机构的研究兴趣,成为下一代最有潜力、最受瞩目的光纤陀螺。由于Sagnac效应十分微弱,谐振式光纤陀螺的信号检测技术对于其能达到的检测精度有着决定性的作用。然而目前的谐振式光纤陀螺信号处理技术尚不能对RFOG系统中的背向散射噪声和克尔噪声起到很好的抑制作用。本文基于三激光器双路闭环复合拍频技术,设计一种三激光器谐振式光纤陀螺,可以从原理上抑制背向散射噪声,同时本文设计的三激光器RFOG系统中包含两个谐振腔入腔光功率波动抑制回路,可以有效抑制系统中克尔噪声。本文主要包括以下几个方面:（1）基于谐振式光纤陀螺基本原理和三激光器双路闭环符合拍频技术,设计一种包含光功率波动抑制回路的三激光器谐振式光纤陀螺系统,并对该RFOG系统抑制背向散射噪声和克尔噪声方面的优势进行了分析。（2）对本文设计的RFOG信号处理系统进行设计分析,主要包括三激光器RFOG系统中谐振频率伺服回路、光锁相环回路和光功率波动抑制回路。首先通过环路仿真完成了谐振频率伺服回路中伺服控制器的设计,然后基于光锁相环技术,对RFOG系统中的零差式光锁相环路和外差式光锁相环路进行参数设计和建模仿真,最后通过对偶次谐波解调输出与入腔光功率的关系推导以及声光移频器对光功率调节作用的特性分析,确立用二次谐波解调输出抑制入腔光功率波动的方案并对光功率波动抑制回路进行仿真分析。（3）具体阐述了三激光器RFOG信号处理系统的实现,包括总体方案设计、硬件电路实现和FPGA中各个软件模块的实现,其中FPGA中软件模块主要包括调制模块、解调模块、谐振频率伺服控制模块、光锁相环模块和光功率波动抑制模块。（4）对三激光器RFOG系统进行了测试,主要包括模块功能测试和系统整体测试。其中模块功能测试主要包括调制信号测试。谐振现象、前置滤波效果测试、谐振频率伺服回路测试和光功率波动抑制回路测试。系统整体测试包括背向散射噪声测试和克尔噪声测试。
叶科斌[7]（2019）在《双路闭环RFOG系统Kerr效应误差抑制技术及调制波特性研究》文中研究指明谐振式光纤陀螺（Resonator Fiber Optic Gyro,RFOG）是一种惯性传感器,这种传感器基于Sagnac光学效应而实现,可用于对物体旋转角速度的测量。理论研究表明,相比于干涉式光纤陀螺（Interferometric Fiber Optic Gyro,IFOG）,RFOG达到较高的理论精度只需要采用相对较短的光纤,这有利于陀螺系统的小型化集成。虽然RFOG的精度在当前已经有了一定程度的提高,但离实际应用仍有差距,这种光学陀螺目前仍处于实验室研究阶段,各种系统噪声制约着陀螺精度的进一步提高。双路闭环RFOG相比于单路闭环RFOG在系统动态范围等性能方面具有一定的优势。本论文对双路闭环RFOG中的部分关键器件进行了小型化优化,针对系统中采用的半导体激光器的强度调制引起的Kerr效应误差进行了研究,通过实验分析了这种误差的特性,并设计了一种不需要额外增加系统器件的误差抑制算法;同时,本论文针对双路闭环系统中采用的正弦-锯齿波相位调制技术,研究了调制频谱的重叠性,并对锯齿波相位调制非理想复位引起的噪声特性进行了讨论。本文主要开展了如下研究工作:（1）基于部分小型化关键元器件建立了双路闭环RFOG系统。本论文对双路闭环RFOG系统中的部分关键元器件的尺寸及体积进行了优化。系统中采用直径8.0cm、高2.2cm的圆柱型半导体激光器模块,尺寸为2.0cm×0.7cm×0.4cm的短波导铌酸锂相位调制器,直径为8.4 cm的圆形数字信号处理硬件电路。从而,为进一步实现双路闭环RFOG系统的整体小型化提供了参考依据。（2）实验验证了半导体激光器强度调制引起的Kerr效应误差。双路闭环RFOG系统中,采用半导体激光器作为光源,在系统锁定过程中,半导体激光器存在一定程度的光强度调制,强度调制对双路闭环RFOG系统会引入Kerr效应误差。本论文通过实验对该误差进行测试,得到陀螺输出与二次谐波差的关系,验证了强度调制引起的Kerr效应误差的特性。研究结果为双路闭环RFOG系统中Kerr效应误差特性的进一步研究提供了参考。（3）提出了 一种基于二次谐波的Kerr效应误差抑制算法。针对Kerr效应引起的误差,通过理论推导,得到了利用二次谐波信号之差与强度调制引起的Kerr效应误差的线性关系来补偿陀螺输出信号的数学表达式。通过数字信号处理算法的设计,在没有附加额外装置的情况下,实现了对陀螺输出信号误差的实时补偿功能,提高了系统的稳定性。通过对比不同光强差下加入抑制算法前后的陀螺输出,验证了该抑制技术的有效性,且噪声抑制率优于7.95%。该研究成果为双路闭环RFOG系统中Kerr效应误差抑制方法的进一步研究提供了参考。（4）研究了正弦-锯齿波相位调制频谱重叠特性及锯齿波复位特性。本论文通过分析正弦-锯齿波相位调制下两光路频谱的重叠性,对两光路的调制频率差进行优化以降低频谱重叠带来的背向散射噪声。对比频谱优化前后的实验结果,验证了频谱优化设计对提高系统精度的有效性。论文针对系统中由信号放大电路带宽限制引起的μs量级锯齿波复位延时,研究了该延时引起的脉冲噪声特性,并初步探究了复位脉冲噪声对该双路闭环RFOG系统解调曲线零点的影响。该研究结果为双路闭环系统调制频谱及锯齿波复位特性的进一步研究提供了参考。以上研究成果为小型化双路闭环RFOG系统的进一步研究提供了参考依据。
苏耀[8]（2018）在《光纤陀螺的信号处理与闭环检测技术研究》文中研究指明陀螺仪用来检测运动物体相对惯性空间的角速率,在惯性传感领域有着广泛应用。陀螺仪的检测精度可以直观地反映出一个国家的军事水平,因此有着极高的研究价值。干涉式光纤陀螺通过测量载体运动所引起的Sagnac效应获得其输入角速率,相比机电式陀螺或激光陀螺等其他光电式陀螺具有精度高、使用寿命长、体积小、成本低的优势。本文针对干涉式光纤陀螺的光源稳定控制技术和数字闭环检测技术进行了研究。为提高干涉式光纤陀螺中光源输出信号的稳定性,本文设计了一种基于“恒流+温控”方案的驱动电路,该方案通过对驱动电流和光源管芯温度的有效控制,从而间接地保证了光源的输出光功率和波长稳定。对比论述了光纤陀螺对信号的两种检测原理,闭环信号检测相对于开环信号检测的测量范围更广,检测精度更高,系统的结构也更为简易,符合当前社会对光纤陀螺高精度和小型化的需求。设计了基于FPGA为信号核心处理单元的闭环检测电路,主要包括有信号检测模拟电路、数字闭环检测电路和反馈驱动电路三大模块。信号检测模拟电路实现对携带相位信息的光信号的光电转换,并将转换后的模拟电压信号转换为数字信号;数字闭环检测电路的作用是对数字信号进行解调、反馈信号的生成和角速率信息的输出;反馈驱动电路将阶梯波信号和偏置调制信号转变为作用于相位调制器的电压模拟信号。系统通过UART实现FPGA与上位机的通信。光源驱动电路和闭环数字检测电路设计完成之后均做了性能测试。测试结果表明:光源驱动电路有效地改善了光源的电流漂移和温度漂移,最大电流偏差在0.5mA以内;在-40℃～60℃温度范围内,光源输出的中心波长稳定在1310±0.3nm,光功率稳定性小于7μW。闭环信号检测电路能够提取到100KHz的光信号,并完成对信号的调制解调和反馈。系统在常温条件下的零偏为22.154°/h,标度因数为341.72 bit/°/s,标度因数非线性为1109.41 ppm。所设计的光源驱动电路和信号检测电路满足指标要求,达到了预期效果。
刘成阳[9]（2017）在《光纤陀螺的数字闭环控制方案的设计与实现》文中研究指明光纤陀螺是用于敏感载体角速率的全固态传感器。光纤陀螺系统具有很高的理论带宽和很快的响应速度,但实验室用的光纤陀螺系统的带宽仅为100Hz。目前国内外建立光纤陀螺系统动态模型的方法是采用等效的理想Z域模型,闭环控制方案采用比例积分控制,带宽一般为100Hz1KHz。实际的光纤陀螺系统中存在着噪声、延迟和信号的调制解调等非线性因素。系统的控制性能决定了对输入信号的响应速度和跟踪能力,甚至会影响惯性导航系统的性能。本文对完善光纤陀螺系统的动态模型,提高系统的带宽,设计和实现数字闭环控制方案进行了深入的研究。首先根据光纤陀螺的工作原理,对系统各部分的功能进行分析。由实验室光纤陀螺的具体参数确定理想系统的S和Z域模型,利用Matlab仿真分析理想情况下采用比例积分控制方案的系统跟踪阶跃、斜坡、加速度和正弦输入信号的情况。通过S域模型给出系统的带宽,并提出利用二型加零点的控制方案来改善陀螺的性能。建立含有噪声、延迟和调制解调的Z域模型模拟实际系统。利用完善后的动态模型仿真分析采用不同控制方案的系统跟踪斜坡和正弦输入信号的情况,给出二型控制方案在实际中无法应用的原因是系统的噪声很大而有用信号很小。针对这个问题将Sigma-delta调制技术应用到光纤陀螺中形成控制方案,提高系统的信噪比,降低系统的噪声,仿真结果表明合理地设计Sigma-delta控制方案的数字滤波器能够提高系统的跟踪性能。其次给出光纤陀螺数字闭环控制的FPGA实现方案,对时序控制、数字解调、波形合成、阶梯波反馈、Sigma-delta控制、CIC和半带滤波器,分模块利用VHDL语言编写硬件实现程序,并利用Verilog编写测试文件,调用modelsim软件进行功能性仿真,验证实现方案的正确性和可行性,进行整个系统FPGA信号处理的综合调试。最后给出基于等效输入的系统控制性能的测试方法,设计了测试系统的整体方案和数据通信方案,并验证设计方案的可行性。利用已设计的测试系统对采用Sigma-delta控制方案的光纤陀螺进行实际测试。利用设计的阶跃和斜坡测试信号作为输入信号测试系统的动态响应,根据动态性能估算出系统的带宽约为208Hz。利用Allan方差分析采用不同控制方案的光纤陀螺系统主要的误差和噪声的情况,结果表明采用Sigma-delta控制方案能够降低系统的噪声。
王国臣[10]（2016）在《干涉式光子晶体光纤陀螺关键技术研究》文中研究表明光子晶体光纤陀螺（Photonic crystal fiber optic gyroscope,PFC-FOG）,即用光子晶体光纤取代单模和保偏光纤是一个非常有潜力的方案,正逐渐成为当前及未来解决光纤陀螺的温度稳定性、磁敏感性和噪声等问题的研究热点和有效方法。论文以光纤陀螺的环境误差（温度、振动、磁场等）漂移误差问题为切入点,围绕提高干涉式光子晶体光纤陀螺（PFC-FOG）的性能和环境适应性展开相关技术研究,论文主要包含以下方面:（1）论文首先介绍了Sagnac效应,并阐述了光纤陀螺的工作原理,提出PCF-FOG整体结构设计与理论模型建立,最后在对光纤陀螺各个模块分别建模的基础上对整个光纤陀螺系统进行了数字建模,为后续PCF-FOG误差分析做好铺垫;（2）根据光源共享的三轴PCF-FOG方案,提出了保偏光子晶体光纤陀螺的整体结构,对零偏环境误差进行分析,分别建立温度、振动及法拉利漂移模型,采用时域有限差分（FDTD）法对温度场、振动变化环境下引起光纤环的非互易相移进行理论推导,为进一步提高PFC-FOG性能提供理论依据和方向;（3）通过建立光子晶体光纤环温度场模型,并采用时域有限差分法得到温度场变化引起的PCF-FOG温变非互易性相移,其中包括光纤折射率的温度改变引起的非互易相移和光纤涂覆层材料的热膨胀引起的非互易相移;然后通过实际光纤排列及振动受力分析,得到振动会引起光纤环折射率的变化,折射率的变化会直接引起相位变化的结论,最后建立了光纤陀螺的法拉第漂移单轴简易数学模型,同时对陀螺在磁场环境下的三个轴的输出进行了建模,得出了光纤陀螺磁场灵敏度矩阵;（4）通过光纤环绕制参数优化及多元回归模型温度补偿减小了光纤陀螺启动时间,不同光子晶体光纤（n值不同）的漂移大小呈近似线性关系,而且只有折射率改变导致的光纤陀螺速率误差受影响很大,光纤涂覆层膨胀导致的光纤陀螺速率误差相同,证明了光子晶体光纤陀螺在抑制温度误差方面的明显优势,为进一步优化光子晶体光纤提高陀螺精度提供了方向;仿真验证了由振动所导致的PFC-FOG由振动所导致的输出漂移主要取决于沿该敏感轴轴向的振动,在光纤环尾纤的不对称长度相同情况下,不同光子晶体光纤类型（n值不同）的漂移大小呈近似线性关系,证明了光子晶体光纤陀螺在抑制振动误差方面的明显优势;给出单级干涉条纹调制情况下实现大量程的方法,最后给出磁场误差模型的仿真,法拉第相移的影响因素进行分析和总结,其中线双折射、光纤扭转率、光纤长度等都能影响法拉第漂移的大小同时还能影响两束反向光波干涉时的干涉对比度;（5）为实现保偏PCF-FOG实验样机,开展PCF-FOG设计与实现,完成高速大带宽数字检测电路设计,在信号处理方面,为了消除光源功率波动及光路损耗进行了归一化算法设计,将陀螺的探测器输入加入直流耦合通道,同时在解调算法中加入归一化算法,并在此设置下,优化了环路控制参数,实现了光路增益无关的信号检测和控制,并通过人为改变光路损耗,进行了对比研究,改进后的全数字检测系统能很好抑制光路损耗变化的影响;光路优化方面,设计了新型保偏六角芯型光子晶体光纤（PM-PCF）和光子晶体光纤耦合器,并进行PCF性能优化与设计,保偏PCF与传统保偏光纤的熔接与定轴关键技术,通过需要调整不同熔接时段的电流以及基于模场变化仿真及基于放电的模场微调技术研究,实现保偏PCF低损耗、低串音熔接,为设计制作保偏PCF-FOG实验样机提供了良好的基础条件;温度补偿方面,针对现有方法中的不足,将贝叶斯框架构建的相关向量机（RVM）应用于光纤陀螺温度的补偿,与基于二次多项式回归、神经网络以及SVM的温度补偿方法相比,该方法能够更精确地描述光纤陀螺的温度特性,试验结果表明在全温度范围内陀螺的零偏稳定性提升效果非常明显;（6）论文最后对PCF-FOG磁场、振动及高低温环境下的性能进行测试,为进一步验证PCF-FOG性能,论文提出PCF-FOG五级海况与双轴旋转式导航系统试验验证方法,采用新双轴旋转方案后定位误差明显减小,进而证明了新方案的有效性,反过来,再与传统光纤陀螺组成的双轴旋转方案相比,PCF-FOG设计精度满足试验精度要求。
二、闭环光纤陀螺数字检测方法研究及实现（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、闭环光纤陀螺数字检测方法研究及实现（论文提纲范文）
（1）基于拍频检测的谐振式光纤陀螺数字处理平台设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景、目的和意义 |
| 1.2 R-FOG的国内外研究进展 |
| 1.3 课题研究工作内容 |
| 第2章 基于拍频检测的R-FOG设计方案 |
| 2.1 Sagnac效应 |
| 2.2 环形谐振腔 |
| 2.3 拍频检测 |
| 2.4 激光器注入锁定 |
| 2.5 激光器线宽分析 |
| 2.6 R-FOG数字平台及系统光路设计方案 |
| 2.6.1 传统的R-FOG数字平台及系统光路 |
| 2.6.2 基于拍频的R-FOG数字平台及系统光路设计方案 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于拍频检测的R-FOG数字平台电路设计 |
| 3.1 DFB激光光源 |
| 3.2 激光光源驱动系统设计 |
| 3.2.1 激光光源恒流控制回路设计 |
| 3.2.2 激光光源恒温驱动回路设计 |
| 3.3 拍频检测系统设计 |
| 3.3.1 拍频信号预处理 |
| 3.3.2 TDC技术时间测量技术 |
| 3.4 R-FOG数字处理平台系统结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于拍频检测的R-FOG数字平台硬件实现 |
| 4.1 DFB光源驱动电路实现 |
| 4.1.1 恒温控制电路实现 |
| 4.1.2 基于顺序执行结构的软件策略 |
| 4.1.3 中断配置及DAC配置方法 |
| 4.2 拍频检测电路实现 |
| 4.2.1 TDC-GP22时间测量芯片 |
| 4.2.2 基于TDC-GP22和FPGA时间测量策略 |
| 4.3 各模块硬件实现 |
| 4.3.1 STM32最小系统 |
| 4.3.2 电源供电系统 |
| 4.3.3 FPGA最小系统 |
| 4.3.4 AD、DA转换电路 |
| 4.3.5 集成PCB设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于拍频检测的R-FOG数字平台实验测试 |
| 5.1 实验测试环境 |
| 5.1.1 R-FOG数字平台 |
| 5.1.2 系统测试硬件平台 |
| 5.2 激光器驱动和拍频检测系统基本性能测试 |
| 5.2.1 激光器恒流控制测试 |
| 5.2.2 激光器电流调谐控制测试 |
| 5.2.3 激光器恒温控制测试 |
| 5.2.4 双激光器叠加光波拍频 |
| 5.2.5 拍频时间检测系统测试 |
| 5.3 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 |
（2）基于正弦-双极性锯齿波调制的闭环RFOG系统设计及其频谱特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 RFOG的研究进展 |
| 1.3 本论文的主要工作内容及意义 |
| 2 数字正弦-双极性锯齿波闭环RFOG系统 |
| 2.1 基本原理 |
| 2.1.1 光学Sagnac效应 |
| 2.1.2 闭环系统 |
| 2.1.3 信号检测原理 |
| 2.2 数字正弦-双极性锯齿波信号检测系统的实现 |
| 2.2.1 数字正弦相位调制解调伺服环路 |
| 2.2.2 数字双极性锯齿波相位调制解调伺服环路 |
| 2.3 小结 |
| 3 静态系统频谱特性分析及优化 |
| 3.1 频谱特性分析与测试 |
| 3.1.1 理论分析 |
| 3.1.2 频谱测试 |
| 3.2 频谱优化与系统测试 |
| 3.2.1 频谱优化 |
| 3.2.2 实验测试 |
| 3.3 小结 |
| 4 动态系统频谱特性分析及算法优化 |
| 4.1 频谱重叠特性分析 |
| 4.1.1 理论分析 |
| 4.1.2 实验验证 |
| 4.2 算法优化 |
| 4.3 小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 论文的主要研究成果 |
| 5.2 进一步研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读硕士学位期间所取得的科研成果和荣誉 |
（3）干涉式光纤陀螺仪数字闭环测量系统误差分析及校正方法（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文内容与结构 |
| 2 全数字闭环光纤陀螺仪信号检测方案分析 |
| 2.1 数字闭环检测原理 |
| 2.2 控制环路分立模块分析及相应Z域模型 |
| 2.2.1 Y波导及保偏光纤环 |
| 2.2.2 光电探测器组件(PINFET) |
| 2.2.3 前端电路 |
| 2.2.4 FPGA数字逻辑电路 |
| 2.2.5 驱动电路 |
| 2.3 环路增益对系统收敛的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 环路增益误差分析及校正方法 |
| 3.1 环路增益误差分析 |
| 3.1.1 反馈增益误差分析 |
| 3.1.2 前向增益误差分析 |
| 3.2 环路增益误差校正方案 |
| 3.2.1 反馈增益校正方案 |
| 3.2.2 前向增益校正方案 |
| 3.3 实验结果展示 |
| 3.3.1 实验平台介绍 |
| 3.3.2 反馈增益控制模块测试 |
| 3.3.3 前向增益控制模块测试 |
| 3.3.4 环路增益控制与转速控制模块关联性测试 |
| 3.3.5 环路增益控制模块全温测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 低转速测量偏置误差分析及校正方法 |
| 4.1 低转速测量偏置误差成因猜想及仿真分析 |
| 4.1.1 低转速测量偏置误差介绍 |
| 4.1.2 低转速测量偏置误差成因猜想及仿真验证 |
| 4.2 低转速测量偏置误差理论分析 |
| 4.2.1 低转速测量死区宽度理论分析 |
| 4.2.2 低转速测量畸变区宽度理论分析 |
| 4.3 低转速测量偏置误差校正方案 |
| 4.3.1 伪随机调制解调 |
| 4.3.2 环路增益误差消除模块 |
| 4.3.3 随机游走误差消除模块 |
| 4.4 实验结果展示 |
| 4.4.1 标度因数非线性度测试 |
| 4.4.2 标度因数温度灵敏度测试 |
| 4.4.3 输出零偏标准差分析 |
| 4.4.4 输出零偏Allan方差分析 |
| 4.4.5 死区测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.总结和展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（4）谐振式光纤陀螺闭环调制信号处理技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 论文主要工作和结构安排 |
| 第2章 谐振式光纤陀螺基本原理 |
| 2.1 谐振式光纤陀螺光路构造及原理 |
| 2.2 谐振式光纤陀螺基本工作原理 |
| 2.2.1 光纤谐振腔特性分析 |
| 2.2.2 谐振腔性能参数 |
| 2.3 谐振式光纤陀螺信号检测系统组成 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 谐振式光纤陀螺数字调制解调系统 |
| 3.1 信号调制系统 |
| 3.1.1 DDS和 CORDIC算法 |
| 3.1.2 基于改进CORDIC算法的DDS |
| 3.1.3 相位调制系统 |
| 3.1.4 正弦波调制信号仿真测试 |
| 3.2 信号解调系统 |
| 3.2.1 同步方波信号发生器 |
| 3.2.2 数字锁相放大器 |
| 3.2.3 数字锁相放大器实现方案 |
| 3.2.4 数字锁相放大器模块仿真测试 |
| 3.3 数据串口输出 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 谐振式光纤陀螺反馈控制系统 |
| 4.1 闭环锁频系统 |
| 4.1.1 PID控制系统 |
| 4.1.2 数字反馈控制系统 |
| 4.1.3 数字化PI控制算法 |
| 4.2 预调节控制系统 |
| 4.2.1 预调节反馈控制系统 |
| 4.2.2 加入预调节的PI控制环节 |
| 4.2.3 PI反馈控制模块仿真测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 谐振式光纤陀螺系统测试 |
| 5.1 实验测试平台 |
| 5.1.1 谐振式光纤陀螺光路结构和测试设备 |
| 5.1.2 数据读取测试 |
| 5.2 陀螺系统各部分性能测试 |
| 5.2.1 谐振光路性能测试 |
| 5.2.2 光路调制模块性能测试 |
| 5.2.3 数字电路模块解调性能测试 |
| 5.2.4 加入预调节的PI反馈控制模块性能测试 |
| 5.3 陀螺整体性能测试 |
| 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 |
（5）基于双谐振腔结构的光纤陀螺信号检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 R-FOG的发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 课题研究的主要内容 |
| 第2章 R-FOG谐振腔的特性分析 |
| 2.1 R-FOG基本原理 |
| 2.1.1 Sagnac效应 |
| 2.1.2 R-FOG工作基础 |
| 2.2 谐振腔的谐振特性 |
| 2.2.1 基本结构 |
| 2.2.2 谐振腔内光波传输特性分析 |
| 2.2.3 谐振腔的特征参量 |
| 2.3 不同结构参数对谐振特性的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 谐振腔内光学噪声分析及抑制 |
| 3.1 背向散射噪声分析及抑制 |
| 3.1.1 背向散射噪声 |
| 3.1.2 背向散射噪声的抑制 |
| 3.2 偏振波动噪声分析及抑制 |
| 3.2.1 偏振特性的建模与仿真 |
| 3.2.2 不同偏振误差源对偏振特性的影响 |
| 3.2.3 偏振波动噪声的抑制 |
| 3.3 光学噪声对谐振曲线的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 双谐振腔R-FOG信号检测方法设计 |
| 4.1 传统R-FOG信号检测方法的缺陷 |
| 4.1.1 传统R-FOG系统组成及信号调制原理 |
| 4.1.2 传统结构中三角波调制方法的缺陷 |
| 4.2 双谐振腔R-FOG光路结构设计 |
| 4.2.1 马赫—曾德尔型热光开关设计 |
| 4.2.2 双谐振腔R-FOG系统组成及工作流程 |
| 4.3 双谐振腔R-FOG的信号检测方法设计 |
| 4.3.1 双谐振腔R-FOG的信号调制过程 |
| 4.3.2 双谐振腔R-FOG的锁相解调过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 双谐振腔R-FOG信号检测方法分析及仿真 |
| 5.1 双谐振腔R-FOG的互易性 |
| 5.2 双谐振腔R-FOG信号检测方法分析 |
| 5.3 双谐振腔R-FOG信号检测仿真实验 |
| 5.3.1 解调曲线对比仿真 |
| 5.3.2 动态条件下仿真实验 |
| 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 |
（6）三激光器谐振式光纤陀螺信号处理系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 谐振式光纤陀螺信号处理技术的研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容和章节安排 |
| 第2章 三激光器谐振式光纤陀螺 |
| 2.1 谐振式光纤陀螺的基本原理 |
| 2.2 三激光器谐振式光纤陀螺 |
| 2.3 三激光器RFOG系统的优势分析 |
| 2.3.1 背散噪声抑制特性 |
| 2.3.2 克尔噪声抑制特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 三激光器RFOG信号处理系统设计分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 谐振频率伺服回路 |
| 3.3 光锁相环回路设计分析 |
| 3.3.1 光锁相环技术 |
| 3.3.2 三激光器RFOG系统中零差式光锁相环路设计分析 |
| 3.3.3 三激光器RFOG系统中外差式光锁相环路设计分析 |
| 3.4 光功率波动抑制回路设计分析 |
| 3.4.1 声光移频器对入腔光功率的调节 |
| 3.4.2 偶次谐波解调与入腔光功率 |
| 3.4.3 光功率波动抑制回路建模仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 三激光器谐振式光纤陀螺信号处理系统实现 |
| 4.1 系统总体实现 |
| 4.2 硬件电路实现 |
| 4.3 调制模块实现 |
| 4.4 解调模块实现 |
| 4.5 谐振频率伺服控制模块 |
| 4.5.1 伺服控制器 |
| 4.5.2 谐振频率锁定的实现 |
| 4.6 光锁相环模块 |
| 4.6.1 光锁相环模块内部结构 |
| 4.6.2 鉴相器 |
| 4.6.3 环路滤波器 |
| 4.6.4 DDS信号发生子模块 |
| 4.6.5 光锁相环路锁定的实现 |
| 4.7 光功率波动抑制模块 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 三激光器谐振式光纤陀螺系统测试 |
| 5.1 实验测试系统 |
| 5.2 模块功能测试 |
| 5.2.1 调制信号测试 |
| 5.2.2 谐振现象及前置滤波效果测试 |
| 5.2.3 解调现象测试 |
| 5.2.4 谐振频率锁定回路测试 |
| 5.2.5 光功率波动抑制回路测试 |
| 5.3 系统整体测试 |
| 5.3.1 背向散射噪声测试 |
| 5.3.2 克尔噪声测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）双路闭环RFOG系统Kerr效应误差抑制技术及调制波特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1. 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 RFOG的研究进展 |
| 1.3 本论文的主要工作 |
| 2. 双路闭环RFOG数字检测系统 |
| 2.1 双路闭环RFOG基本原理 |
| 2.1.1 光学Sagnac效应 |
| 2.1.2 正弦相位调制解调技术 |
| 2.1.3 双路闭环检测技术 |
| 2.2 数字信号检测系统 |
| 2.2.1 正弦相位调制解调技术的实现 |
| 2.2.2 谐振频率伺服回路 |
| 2.2.3 基于铌酸锂相位调制器的移频模块 |
| 2.3 双路闭环RFOG系统关键元器件的小型化 |
| 2.4 小结 |
| 3. 光源强度调制引起的Kerr效应误差抑制技术的研究 |
| 3.1 Kerr效应误差对系统的影响 |
| 3.1.1 基本理论 |
| 3.1.2 Kerr效应误差测试 |
| 3.2 强度调制引起的Kerr效应误差抑制方法的实现 |
| 3.2.1 基于二次谐波的Kerr效应误差抑制算法 |
| 3.2.2 采用抑制算法前后实验结果对比 |
| 3.3 小结 |
| 4. 正弦-锯齿波相位调制频谱特性及锯齿波复位特性研究 |
| 4.1 正弦-锯齿波调制频谱分析 |
| 4.1.1 调制后的信号频谱分析 |
| 4.1.2 频谱优化前后实验结果对比 |
| 4.2 锯齿波复位特性分析 |
| 4.2.1 锯齿波复位特性对PD输出的影响 |
| 4.2.2 PD输出复位脉冲对解调曲线的影响 |
| 4.3 小结 |
| 5. 总结与展望 |
| 5.1 论文的主要研究成果 |
| 5.2 进一步研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间所取得的科研成果和荣誉 |
（8）光纤陀螺的信号处理与闭环检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究的意义 |
| 1.4 本文研究内容和结构安排 |
| 1.4.1 本文主要内容 |
| 1.4.2 本文结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 干涉式光纤陀螺的相关理论 |
| 2.1 Sagnac效应 |
| 2.2 干涉式光纤陀螺的光学结构 |
| 2.2.1 光纤环 |
| 2.2.2 Y波导 |
| 2.2.3 光纤耦合器 |
| 2.2.4 光源 |
| 2.2.5 光电探测器 |
| 2.3 干涉式光纤陀螺的信号检测 |
| 2.3.1 光纤陀螺的开环信号检测 |
| 2.3.2 光纤陀螺的闭环信号检测 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 光源驱动电路系统设计 |
| 3.1 电源模块 |
| 3.2 主控器STM32 |
| 3.3 电流控制电路设计 |
| 3.4 温度控制电路设计 |
| 3.4.1 温度检测 |
| 3.4.2 温度控制 |
| 3.4.3 温控设计 |
| 3.5 系统稳定性测试 |
| 3.5.1 电流稳定性测试 |
| 3.5.2 温度稳定性测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 信号处理电路系统设计 |
| 4.1 信号检测模拟电路 |
| 4.1.1 光电探测电路 |
| 4.1.2 A/D转换电路 |
| 4.2 FPGA电路设计 |
| 4.2.1 硬件设计 |
| 4.2.2 软件设计 |
| 4.3 信号反馈电路 |
| 4.4 串口通信模块设计 |
| 4.5 π自动复位 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 闭环实验结果与分析 |
| 5.1 实验结果 |
| 5.2 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本论文工作的结论 |
| 6.2 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）光纤陀螺的数字闭环控制方案的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 光纤陀螺的数字闭环控制技术的发展现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容及结构 |
| 第2章 光纤陀螺的工作原理及闭环系统模型 |
| 2.1 光纤陀螺的工作原理 |
| 2.2 相位偏置和闭环反馈 |
| 2.2.1 方波相位偏置 |
| 2.2.2 第一闭环阶梯波反馈 |
| 2.2.3 四态波偏置和第二闭环反馈回路 |
| 2.3 数字闭环光纤陀螺系统的模型及控制性能分析 |
| 2.3.1 数字闭环光纤陀螺系统的模型 |
| 2.3.2 闭环系统各部分的功能及等效模型 |
| 2.3.3 闭环系统的传递函数与控制性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光纤陀螺的数字闭环控制方案的设计 |
| 3.1 闭环光纤陀螺系统各部分参数及仿真分析 |
| 3.1.1 闭环光纤陀螺系统各部分的参数 |
| 3.1.2 闭环光纤陀螺系统的仿真分析 |
| 3.2 二型闭环光纤陀螺系统的设计及仿真分析 |
| 3.2.1 二型闭环光纤陀螺系统的设计 |
| 3.2.2 二型闭环光纤陀螺系统的仿真分析 |
| 3.3 Sigma-delta调制在陀螺闭环控制中的应用和仿真分析 |
| 3.3.1 Sigma-delta调制器 |
| 3.3.2 Sigma-delta调制在陀螺闭环控制中的应用 |
| 3.3.3 Sigma-delta调制在陀螺闭环控制中的仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光纤陀螺的数字闭环控制方案的实现 |
| 4.1 光纤陀螺数字闭环控制的FPGA实现 |
| 4.1.1 闭环光纤陀螺系统的时序控制 |
| 4.1.2 闭环光纤陀螺系统的调制解调 |
| 4.2 Sigma-delta控制方案的FPGA实现 |
| 4.2.1 比较器和数据选择器的FPGA实现 |
| 4.2.2 数字滤波器的设计与FPGA实现 |
| 4.2.3 Sigma-delta控制方案的综合实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 闭环光纤陀螺系统控制性能的测试 |
| 5.1 基于等效输入的光纤陀螺测试系统 |
| 5.2 系统的测试信号生成器的设计 |
| 5.2.1 阶跃测试信号生成器的设计 |
| 5.2.2 斜坡测试信号生成器的设计 |
| 5.2.3 测试系统的整体设计 |
| 5.3 光纤陀螺测试系统的数据通信 |
| 5.3.1 测试系统的数据通信方案 |
| 5.3.2 向下抽样滤波输出 |
| 5.3.3 数据采集系统 |
| 5.3.4 数据接收软件 |
| 5.4 系统控制性能的实际测试 |
| 5.4.1 输入阶跃信号的测试结果 |
| 5.4.2 输入斜坡信号的测试结果 |
| 5.4.3 Allan方差分析 |
| 5.5 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 |
（10）干涉式光子晶体光纤陀螺关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的目的和意义 |
| 1.2 光纤陀螺温度补偿研究现状 |
| 1.3 光纤陀螺磁场问题研究现状 |
| 1.4 光纤陀螺振动问题研究现状 |
| 1.5 PCF-FOG研究现状 |
| 1.5.1 国外干涉型PCF-FOG研究现状 |
| 1.5.2 国内干涉型PCF-FOG研究现状 |
| 1.6 论文主要研究内容 |
| 第2章 光纤陀螺基本原理 |
| 2.1 SAGNAC效应 |
| 2.2 干涉式光纤陀螺的工作原理 |
| 2.2.1 光波的相干性 |
| 2.2.2 光纤陀螺的基本输出 |
| 2.2.3 偏置调制 |
| 2.3 PCF-FOG整体结构设计与建模 |
| 2.3.1 PCF-FOG整体结构设计 |
| 2.3.2 PCF-FOG理论模型 |
| 2.3.3 PCF-FOG电路物理模型 |
| 2.3.4 PCF-FOG数字模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PCF-FOG环境误差分析 |
| 3.1 PCF-FOG温度漂移误差分析 |
| 3.1.1 温度变化对光纤陀螺零偏漂移的影响 |
| 3.1.2 光纤环温度场模型的建立 |
| 3.1.3 温度场变化引起的非互易相移 |
| 3.2 PCF-FOG振动漂移误差分析 |
| 3.3 PCF-FOG法拉第漂移误差分析 |
| 3.3.1 直流磁场法拉第漂移 |
| 3.3.2 交变磁场法拉第漂移 |
| 3.3.3 单轴陀螺模型误差分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章提高PCF-FOG环境适应性方法研究 |
| 4.1 减小光纤陀螺启动时间及零偏稳定性 |
| 4.1.1 光纤环绕制参数优化 |
| 4.1.2 基于多元线性回归模型的温度补偿 |
| 4.2 提高光纤陀螺抗冲击振动能力 |
| 4.2.1 光纤环成环及尾纤对称控制 |
| 4.2.2 基于单级干涉条纹的量程扩展方法 |
| 4.3 提高光纤陀螺抗磁场能力 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 PCF-FOG设计与实现 |
| 5.1 三轴光纤陀螺检测电路设计 |
| 5.1.1 电路设计的思路与方案 |
| 5.1.2 高速大带宽数字检测电路设计 |
| 5.2 PCF-FOG信号处理技术 |
| 5.2.1 四状态偏置调制下增益误差的解调和补偿方法 |
| 5.2.2 消除光源功率波动及光路损耗的归一化算法设计 |
| 5.3 PCF设计、熔接及耦合技术 |
| 5.3.1 PCF性能优化与设计 |
| 5.3.2 模场变化仿真及基于放电的模场微调技术 |
| 5.3.3 保偏PCF低损耗、低串音熔接 |
| 5.4 基于RVW的PCF-FOG温度补偿技术 |
| 5.4.1 温度漂移建模 |
| 5.4.2 基于RVM的回归建模 |
| 5.4.3 光纤陀螺温度误差补偿 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 PCF-FOG性能测试及实验分析 |
| 6.1 PCF-FOG环境性能测试 |
| 6.1.1 磁场环境试验测试及分析 |
| 6.1.2 温度环境试验及分析 |
| 6.1.3 振动冲击环境试验及分析 |
| 6.2 PCF-FOG环境误差补偿系统试验验证 |
| 6.2.1 五级海况系统试验验证 |
| 6.2.2 双轴旋转式导航系统试验验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、闭环光纤陀螺数字检测方法研究及实现（论文参考文献）
- [1]基于拍频检测的谐振式光纤陀螺数字处理平台设计与实现[D]. 裴春祥. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [2]基于正弦-双极性锯齿波调制的闭环RFOG系统设计及其频谱特性研究[D]. 谢涛. 浙江大学, 2020(02)
- [3]干涉式光纤陀螺仪数字闭环测量系统误差分析及校正方法[D]. 冼拓华. 浙江大学, 2020(02)
- [4]谐振式光纤陀螺闭环调制信号处理技术研究与实现[D]. 李浩林. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]基于双谐振腔结构的光纤陀螺信号检测方法研究[D]. 朱运飞. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [6]三激光器谐振式光纤陀螺信号处理系统设计[D]. 杨巍. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]双路闭环RFOG系统Kerr效应误差抑制技术及调制波特性研究[D]. 叶科斌. 浙江大学, 2019(03)
- [8]光纤陀螺的信号处理与闭环检测技术研究[D]. 苏耀. 西安工业大学, 2018(12)
- [9]光纤陀螺的数字闭环控制方案的设计与实现[D]. 刘成阳. 哈尔滨工程大学, 2017(06)
- [10]干涉式光子晶体光纤陀螺关键技术研究[D]. 王国臣. 哈尔滨工程大学, 2016(06)