目前彈載慣性測量組合測試標定精度受外界干擾影響較大,特別是光纖陀螺溫度穩(wěn)定性低,易受環(huán)境溫度影響參數變化,導致誤差補償效果不好。針對該問題,提出設計一種光纖陀螺旋轉慣性測量組合。在慣性測量組合外加旋轉軸,在導彈飛行過程中使慣性測量組合繞旋轉軸連續(xù)旋轉,將射前補償不完全誤差調制為周期項,從而達到誤差自補償的效果。理論分析和仿真結果表明,通過旋轉不僅能自動補償與轉軸垂直方向慣性儀表的常值誤差和部分安裝誤差,而且能補償加速度計部分一次項誤差、二次項誤差和部分交叉軸耦合項誤差,選擇合適的旋轉方案還可以完全消除旋轉速度與陀螺儀標度因數誤差、安轉誤差的耦合誤差。

為提高光纖耦合器性能穩(wěn)定性,減少其對光纖陀螺輸出的影響,首先建立了耦合器分光比與各參數間關系的數學模型,分析了環(huán)境變化對單模耦合器分光比穩(wěn)定性的影響;其次建立了分光比穩(wěn)定性與光纖陀螺輸出誤差間關系的數學模型,仿真與實驗結果表明,當光纖陀螺存在角加速度時,光纖耦合器分光比變化率越大,光纖陀螺輸出誤差越大。當分光比變化率△c.r>1.4e-03/s,不到1min即可使光纖陀螺輸出誤差ε>0.001(°)/h,對中高精度光纖陀螺的輸出準確度將造成嚴重影響。提出了降低光纖耦合器分光比變化率的一些方法,對光纖陀螺的光路設計和耦合器的適當選取具有較大參考價值。

介紹了光纖陀螺在實際應用過程中的環(huán)境適應性問題,并從光子晶體光纖的結構特點出發(fā),總結了光子晶體光纖的獨特應用優(yōu)勢,指出將光子晶體光纖應用于光纖陀螺中可很好地解決溫度、磁和輻射敏感等問題。通過實驗研究,驗證了實心保偏光子晶體光纖的損耗、模式特性,以及溫度、磁場和核輻射對此種光纖的影響。同時,研究開發(fā)了它與傳統(tǒng)保偏光纖的熔接對軸技術,熔接點損耗和偏振串音達到0.7db和-25db。在此基礎上,研制出光子晶體光纖陀螺樣機,陀螺零漂達到0.09(°)/h。研究和對比表明:在光纖陀螺中用光子晶體光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光纖,在減小溫度、輻射、磁場的影響和進一步提高光纖陀螺性能方面具備很大的潛力。

為優(yōu)化雙程后向結構的摻鉺光源,分析了光纖長度、泵浦功率和溫度的變化對光源平均中心波長的影響,初步確定了摻鉺光纖長度的優(yōu)化范圍,并在全溫度范圍內進行實驗驗證。實驗選用的980nm泵浦源電流為110ma,摻鉺光纖的長度為12.5m,該裝置的輸出功率為13.26mw,光源的平均波長穩(wěn)定性為0.6℃-1。通過建立光譜分布優(yōu)化仿真模型,實現(xiàn)輸出光譜的近高斯分布,3db帶寬達到32nm。經過優(yōu)化后得到的摻鉺光纖光源具有輸出功率高、平均波長穩(wěn)定性好、輸出光譜呈高斯分布等優(yōu)勢,是高精度光纖陀螺的理想光源。

雙干涉光纖陀螺是一種新型光纖陀螺,可加倍sagnac信號,具有輕小型、高信噪比的優(yōu)點.為改善雙干涉光纖陀螺光纖環(huán)的溫度性能,針對其光路建立了光纖環(huán)溫度致非互易誤差模型,仿真分析了光纖環(huán)中90°熔點位置對溫度致非互易誤差的影響,提出了將90°熔點置于光纖環(huán)中點時陀螺的溫度致非互易誤差將顯著減小,并進行了實驗驗證,實驗結果與理論分析相符.結果表明將90°熔點置于光纖環(huán)中點可使雙干涉光纖陀螺的溫度致非互易誤差降低為原來的1/400.

針對干涉型光纖陀螺,研究了一種新的收發(fā)一體模塊,從對sld光源建模入手,根據該模型,設計了小型化的光學系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中,通過對光源發(fā)出的光進行擴束并準直來提高耦合效率,最后,用zemax軟件進行了仿真,分別對光線傳播的軌跡及其能量進行了計算,仿真的結果證明了設計的優(yōu)越性。這種收發(fā)模塊采用與偏振無關技術,體積小、可靠性高。與應用較為廣泛的混偏技術相比,可以有效改善溫度變化、振動等因素對光纖陀螺系統(tǒng)精度的影響,從而提高光纖陀螺的整體性能。

光源良好的平均波長穩(wěn)定性是保證光纖陀螺標度因子穩(wěn)定性的重要條件。而光纖光源平均波長的變化主要源于環(huán)境溫度的變化。為了使光源獲得更好的輸出特性,需要對光源泵浦溫度進行精密控制。文中闡述了一種基于fpga和max1968芯片設計的光纖陀螺用光纖光源泵浦溫度自動控制(atc)技術。控制過程中提出了一種新的控制算法--遞進式pid。與傳統(tǒng)pid算法相比,遞進式pid算法的最大特點是其各個參數可以隨外界環(huán)境而變化。經試驗測定,泵浦的溫度穩(wěn)定性能夠穩(wěn)定在±0.03℃以內,因而泵浦具有很好的平均波長穩(wěn)定性。

光纖是光纖陀螺的核心器件之一。光纖的性能參數直接決定光纖陀螺的性能。常規(guī)硅芯光纖制造工藝比較成熟,但受限于物理條件,"克爾效應"、"瑞利背向散射效應"、"法拉第效應"和"舒珀效應"影響比較大。近年來,基于光子帶隙效應的導光機制與傳輸特性制成的在空氣中傳輸光線的空芯光子帶隙光纖逐漸應用在光纖陀螺制造中。介紹空芯光子帶隙光纖的性能特點,尤其是相比常規(guī)硅芯光纖的優(yōu)勢;空芯光子帶隙光纖的技術發(fā)展?jié)摿?展望其在光纖陀螺中的應用前景。

針對全數字閉環(huán)光纖陀螺,分析階梯波復位不理想時對陀螺標度因數和零偏穩(wěn)定性的影響。在陀螺閉環(huán)系統(tǒng)中加入第二反饋回路,可實現(xiàn)調制通道增益自動調整。研究了復位誤差的解調原理,在采用積分控制規(guī)律的基礎上,推導回路的傳遞函數,并分析系統(tǒng)的過渡過程和穩(wěn)態(tài)誤差。實驗結果表明,加入第二反饋回路可以在不干擾主回路工作情況下,消除復位誤差,改善陀螺性能。

系統(tǒng)研究和分析了國產超輻射發(fā)光二極管(sld)光源的熱敏電阻器的全溫溫度特性。試驗和分析結果表明:不同sld光源內的熱敏電阻器特性存在不一致性,而不同廠家的光源之間的這種不一致性更為顯著;部分廠家的sld光源的監(jiān)測熱敏電阻器與控制熱敏電阻器差異較大,已失去監(jiān)測價值;熱敏電阻器與溫度的關系更接近steinhart-hart方程,而非普遍使用的指數形式;在中精度光纖陀螺的溫控范圍內,熱敏電阻器的溫度系數為435±10ω/℃,而不是普遍認為的500ω/℃。該結果一方面為設計數字化溫度控制方案提供了更為嚴格的熱敏電阻器的溫度模型,另一方面,細化了光源溫控精度的評價標準,可進一步提高溫控效果。

基于干涉型光纖陀螺的小型化和工程化設計要求,研究了一種新穎的收發(fā)一體模塊,從對sld光源進行建模入手,設計了小型化的光學系統(tǒng)。并用zemax軟件進行了仿真。這種收發(fā)模塊采用全保偏技術,體積小,可靠性高,可以有效地抑制光源與耦合器的串音干擾。與應用較為廣泛的混偏技術相比,可以避免溫度變化、振動等原因對光纖陀螺系統(tǒng)精度的影響,從而提高光纖陀螺的整體性能。

電錘是一種常見的電動工具,以其獨特且強大的鉆孔功能和便捷的使用方式廣泛應用于建筑和裝飾等工程領域。特別是在室內外懸掛安裝工程等方面更是不可或缺。然而,在電錘的使用過程中卻經常發(fā)生一些傷人事故,嚴重地威脅作業(yè)人員的人身安全。例如在鋼筋混凝土鉆孔作業(yè)時,一旦鉆頭遇到鋼筋突然卡住,扭矩瞬間加大,致使錘身發(fā)生反轉而扭傷作業(yè)人員的手臂,輕者會造成作業(yè)人員軟組織扭傷,重者則會讓作業(yè)人員的骨折乃至有生命危險。因此,電錘的安全性就成為電錘設計的重要內容。

分析了光纖陀螺用探測器模塊在輻照條件下的失效模式,針對元器件的材料、結構、表面處理等方面提出了抗輻射的設計方案,測試了采用該方案設計的探測器模塊的參數隨輻照的變化情況,結果表明模塊的抗輻照效果明顯,能夠滿足探測器組件抗輻射的要求。

針對油氣井測量所面臨的小口徑、高溫、高沖擊等環(huán)境挑戰(zhàn),研究了一種應用小口徑光纖陀螺和mems加速度計構成的新型油氣井用快速定向測斜系統(tǒng),為確保該環(huán)境下的測量精度,提出了快速粗測與精測相結合的方法,設計了優(yōu)化的二位置尋北方案,通過旋轉自動調整測量位置,并用小波濾波對信號進行處理,以實現(xiàn)儀器快速精密定向測斜。論文給出了系統(tǒng)方案、尋北測斜算法和小波濾波算法。測試結果表明:該系統(tǒng)90s定向精度優(yōu)于±1°,傾角精度達到±0.1°以內,信號傳輸距離超過9000m。該方案采用了固態(tài)結構的慣性敏感器,使系統(tǒng)抗沖擊能力大大提高,可靠性增強,各主要指標均優(yōu)于傳統(tǒng)動調式定向儀,非常適合全天候野外作業(yè)環(huán)境,具有廣闊的應用前景。

為了研究在地面環(huán)境下模擬分析空間用光纖陀螺輸出特性,對光纖陀螺靜態(tài)高速輸出連續(xù)相同數據的特性展開了研究。通過對光纖陀螺系統(tǒng)建模,研究了前向增益與兩種陀螺輸出濾波器的特性。提出了一種計算光纖陀螺靜態(tài)條件下輸出連續(xù)相同數據概率的方法。通過理論計算、仿真、實驗相結合的研究方法,相互驗證了其正確性,發(fā)現(xiàn)陀螺輸出連續(xù)五次相同的概率的量級為10-11,發(fā)生的概率極小,為空間應用光纖陀螺系統(tǒng)時鐘故障診斷提供了參考。通過研究發(fā)現(xiàn)陀螺前向增益越小,越容易導致陀螺輸出連續(xù)相同的數據;陀螺濾波器對陀螺輸出連續(xù)相同數據的固有特性有重要的影響;平滑濾波器較fir濾波器更容易導致輸出連續(xù)相同的數據。

采用zemax軟件對激光光纖注入系統(tǒng)進行了建模,仿真分析了激光注入光纖橫向偏移、角度偏移對光纖傳輸激光能量特性的影響.結果表明,光纖輸出激光能量分布與激光注入對準誤差密切相關.注入誤差引起光纖初始輸入段激光峰值功率密度的劇烈波動,出現(xiàn)了一個激光峰值功率密度極大值,這個極大值是可以達到光纖截面內激光平均功率密度的數十倍;橫向偏移激發(fā)大量斜光線產生,使光纖輸出激光能量分布勻化;角度偏移僅影響光纖內子午光線與斜光線的傳播方向,對光纖內激光能量分布的勻化作用較弱.

多芯光纖 又名：multicorefiber. 多芯光纖是一個共同的包層區(qū)中存在多個纖芯。 多芯單模光纖的概念是由法國電信在1994年提出的，法國電信與阿爾卡特公司設計和 開發(fā)和開發(fā)和開發(fā)了4芯單模光纖，并用這些光纖進行了而不同芯數各種結果的光纖帶光 纜和非光纖帶光纜的成纜實驗，與普通單芯光纖相比，光纜密度提高了很多倍。 通常的光纖是由一個纖芯和圍繞它的包層構成。但多芯光纖卻是一個共同的包層區(qū)中存 在多個纖芯。據了解，當前單根光纖傳輸容量已經出現(xiàn)瓶頸，進一步擴大容量必須考慮把單 芯光纖變成復數內核。 由于纖芯的相互接近程度，多芯光纖發(fā)展出現(xiàn)兩種功能。一是纖芯間隔大，即不產生光 耦會的結構。該光纖由于能提高傳輸線路的單位面積的集成密度，在光通信中，可以作成具 有多個纖芯的帶狀光纜，而在非通信領域，作為光纖傳像束，有人將纖芯作成成千上萬個。 二是纖芯之

適于光纖到家庭的新型光纖：多芯單模光纖

理論分析了纖芯錯位對激光輸出功率及光束質量的影響,研究表明,纖芯錯位后纖芯中的各個模式均有一定的功率衰耗,且基模總會向高階模耦合,導致光束質量下降。采用20/400μm的雙包層摻鐿光纖,搭建了高功率全光纖激光振蕩系統(tǒng),實驗研究了諧振腔外纖芯錯位、諧振腔內纖芯錯位以及諧振腔內和諧振腔外纖芯同時錯位幾種不同的情況對輸出激光性能的影響,結果表明,諧振腔內纖芯錯位和諧振腔外纖芯錯位都會造成激光器性能的下降,但諧振腔內纖芯錯位將導致激光器功率明顯下降,而諧振腔內和諧振腔外同時錯位會導致激光器光束質量急劇下降。

利用標量解法,導出了弱導階躍光纖線偏振模(lpmn)的場分布和lpmn混合模式的光強表達式。結果表明,低階lpmn模的模場范圍均隨纖芯半徑的增加而增大,隨纖芯折射率的增加而縮小,隨包層折射率的增加而擴大;隨傳輸距離和模式混合份額的增加,lpmn混合模式的光強減少;非相干混合模的m2因子隨高階模式光強所占分額的增加而逐漸變大,m2并非一直隨纖芯半徑的增加而增大,存在著一個臨界值a=30μm。

精心整理 第四章工程實現(xiàn) fogss是一個精密的機電系統(tǒng)裝置。通過工程設計工作，基本完成了前階段預期期間的 工程要求，同時發(fā)現(xiàn)了一些技術上的問題。本章將就硬件配置、控制系統(tǒng)綜合、軟件設計展 開討論。 4.1硬件組成 硬件系統(tǒng)的基本框圖如圖4-1所示。系統(tǒng)由從結構上由兩大塊組成：外框架回路（組件 名稱上標注1）和內框架回路（組件名稱上標注2），內環(huán)對外環(huán)有耦合作用，為了設計方便， 通過光電編碼器對環(huán)架進行了解耦。這樣，每個環(huán)架實現(xiàn)了單入單出，并且環(huán)架的控制律的 設計是類似的。 在硬件設計上，作了以下考慮： 1.采用工業(yè)pc和運動控制卡go400組成控制計算機系統(tǒng)。 這樣可以避免設計繁雜的硬件電路，并且可以使用pc機功能齊全的軟件系統(tǒng)，便于 軟件編程和系統(tǒng)調試。 2.采用compumotor公司的直接驅動方式的無刷直流電機作為執(zhí)行器。 直接驅動電機的精度較高，而且可

光纖-光纜-光纖連接器,光纖插芯,光纖測試資料教材