本文關(guān)鍵詞：激光陀螺機(jī)械抖動(dòng)控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光陀螺擁有很多獨(dú)特的性能優(yōu)點(diǎn),在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。為了提高激光陀螺的測(cè)試精度,需要避開(kāi)其固有的鎖區(qū),即產(chǎn)生偏頻以減小頻率閉鎖誤差。目前,采用機(jī)械抖動(dòng)偏頻技術(shù)的控制方案是最成功的。對(duì)于機(jī)抖激光陀螺,抖動(dòng)控制系統(tǒng)的性能是保證激光陀螺在不同環(huán)境下穩(wěn)定工作、提高其測(cè)試精度的關(guān)鍵因素。為了提高抖動(dòng)控制系統(tǒng)性能,本文對(duì)模擬和數(shù)字兩種抖動(dòng)控制器進(jìn)行了深入研究。本文主要內(nèi)容如下:(1)機(jī)械抖動(dòng)偏頻技術(shù)研究。從機(jī)械抖動(dòng)偏頻的原理出發(fā),對(duì)抖動(dòng)機(jī)構(gòu)的模型進(jìn)行了分析,提出了抖動(dòng)機(jī)構(gòu)和抖動(dòng)控制器的性能要求。(2)模擬機(jī)械抖動(dòng)控制技術(shù)研究。在模擬機(jī)械抖動(dòng)控制方案中,抖動(dòng)控制系統(tǒng)為正弦波驅(qū)動(dòng)方式。本文首先分別對(duì)抖動(dòng)幅度控制回路進(jìn)行了分析,接著對(duì)諧振頻率跟蹤環(huán)路進(jìn)行分析同時(shí)利用控制理論對(duì)模擬機(jī)械抖動(dòng)器的自激振蕩形成機(jī)理進(jìn)行了綜合分析,然后對(duì)模擬抖動(dòng)控制器中的抖動(dòng)噪聲注入方法進(jìn)行了研究。在上述理論分析的基礎(chǔ)上,對(duì)模擬機(jī)械抖動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)電路的各環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。最后選取不同的陀螺對(duì)模擬抖動(dòng)控制電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這種抖動(dòng)控制電路具有通用性,并且在不同溫度環(huán)境下實(shí)驗(yàn),具有良好的性能。(3)數(shù)字機(jī)械抖動(dòng)控制技術(shù)研究。數(shù)字機(jī)械抖動(dòng)控制器為方波驅(qū)動(dòng)方式且其電路規(guī)模相對(duì)于模擬方案減小很多。文中首先對(duì)數(shù)字機(jī)械抖動(dòng)控制器的原理進(jìn)行了分析,然后分析證明了采用方波來(lái)驅(qū)動(dòng)可視作二階帶通濾波器的抖動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案是可行的,且方波驅(qū)動(dòng)的本質(zhì)和正弦波驅(qū)動(dòng)是相同的。隨后對(duì)數(shù)字抖動(dòng)隨機(jī)噪聲注入進(jìn)行了研究,對(duì)數(shù)字抖動(dòng)控制器的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了分析。最后,本文對(duì)數(shù)字抖動(dòng)控制方案的實(shí)用性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明目前的數(shù)字抖動(dòng)控制器已經(jīng)能達(dá)到機(jī)械抖動(dòng)激光陀螺實(shí)用所需的性能。文章對(duì)兩種方案進(jìn)行了對(duì)比,總結(jié)了抖動(dòng)控制器研究中得出的結(jié)論。在模擬抖動(dòng)控制方案中,提出小電阻負(fù)載方式的電壓放大反饋電路形式,保證諧振頻率跟蹤。在數(shù)字抖動(dòng)控制方案中,提出了選擇方波觸發(fā)時(shí)刻以最大限度提高抖動(dòng)效率的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,針對(duì)模擬抖動(dòng)控制方案和數(shù)字抖動(dòng)控制方案的改進(jìn)設(shè)計(jì)具有較大的實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：激光陀螺 機(jī)械抖動(dòng)偏頻 模擬機(jī)械抖動(dòng)控制 數(shù)字機(jī)械抖動(dòng)控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN96;TB535
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及意義10
• 1.2 激光陀螺的發(fā)展10-16
• 1.2.1 激光陀螺的性能特征10-11
• 1.2.2 國(guó)外激光陀螺的發(fā)展11-15
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)激光陀螺的發(fā)展15-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外機(jī)械抖動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展16-17
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 機(jī)械抖動(dòng)偏頻技術(shù)19-35
• 2.1 機(jī)械抖動(dòng)激光陀螺原理19-23
• 2.1.1 激光陀螺本體結(jié)構(gòu)19
• 2.1.2 激光陀螺原理19-22
• 2.1.3 激光陀螺閉鎖效應(yīng)22-23
• 2.1.4 激光陀螺偏頻方式23
• 2.2 激光陀螺的機(jī)械抖動(dòng)偏頻技術(shù)23-27
• 2.2.1 機(jī)械抖動(dòng)偏頻技術(shù)概述23-24
• 2.2.2 激光陀螺的動(dòng)態(tài)鎖區(qū)24-26
• 2.2.3 激光陀螺的隨機(jī)噪聲注入26-27
• 2.3 機(jī)械抖動(dòng)機(jī)構(gòu)27-31
• 2.3.1 抖動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成27-28
• 2.3.2 抖動(dòng)機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型28-31
• 2.3.3 抖動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能要求31
• 2.4 機(jī)械抖動(dòng)控制器31-34
• 2.4.1 抖動(dòng)控制器種類(lèi)31-32
• 2.4.2 抖動(dòng)控制器的性能要求32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 模擬機(jī)械抖動(dòng)控制方案35-79
• 3.1 抖動(dòng)幅度控制器35-47
• 3.1.1 抖動(dòng)幅度控制器原理35-36
• 3.1.2 抖動(dòng)幅度通道Simulink仿真36-40
• 3.1.3 抖動(dòng)幅度通道測(cè)試及傳遞函數(shù)辨識(shí)40-42
• 3.1.4 抖動(dòng)幅度控制器設(shè)計(jì)42-46
• 3.1.5 小結(jié)46-47
• 3.2 頻率跟蹤回路47-49
• 3.2.1 頻率跟蹤回路47
• 3.2.2 模擬機(jī)械抖動(dòng)控制器的自激振蕩分析47-49
• 3.3 隨機(jī)噪聲注入49-50
• 3.3.1 調(diào)幅隨機(jī)噪聲注入49-50
• 3.3.2 噪聲注入的調(diào)制深度50
• 3.4 模擬抖動(dòng)控制器的驅(qū)動(dòng)電路50-59
• 3.4.1 功率放大環(huán)節(jié)50-51
• 3.4.2 反饋傳感器轉(zhuǎn)換電路和調(diào)相電路51-55
• 3.4.3 幅度解調(diào)電路55-57
• 3.4.4 減法器、積分器和串聯(lián)校正57-58
• 3.4.5 幅度隨機(jī)噪聲58-59
• 3.5 自激振蕩型抖動(dòng)控制器的抖動(dòng)實(shí)驗(yàn)59-74
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象59
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)方案59-60
• 3.5.3 抖動(dòng)響應(yīng)測(cè)試60-61
• 3.5.4 變溫條件下抖動(dòng)幅度和抖動(dòng)頻率測(cè)試61-68
• 3.5.5 隨機(jī)噪聲注入實(shí)驗(yàn)68-74
• 3.6 模擬機(jī)械抖動(dòng)控制器的改進(jìn)74-77
• 3.6.1 頻率跟蹤回路的改進(jìn)74-76
• 3.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果76-77
• 3.7 本章小結(jié)77-79
• 第4章 數(shù)字機(jī)械抖動(dòng)控制方案79-97
• 4.1 數(shù)字機(jī)械抖動(dòng)控制器原理79-80
• 4.1.1 驅(qū)動(dòng)方波79
• 4.1.2 數(shù)字抖動(dòng)控制器79-80
• 4.2 驅(qū)動(dòng)方波的諧波計(jì)算80-82
• 4.3 數(shù)字機(jī)械抖動(dòng)隨機(jī)噪聲注入82-83
• 4.3.1 數(shù)字方波隨機(jī)噪聲注入的特殊性82
• 4.3.2 隨機(jī)噪聲注入方法82-83
• 4.4 數(shù)字抖動(dòng)控制器的驅(qū)動(dòng)電路83-85
• 4.4.1 數(shù)字功率驅(qū)動(dòng)電路83
• 4.4.2 反饋傳感器轉(zhuǎn)換電路83-84
• 4.4.3 中斷觸發(fā)84
• 4.4.4 幅度解調(diào)電路84
• 4.4.5 單片機(jī)電路84-85
• 4.5 數(shù)字機(jī)械抖動(dòng)控制器性能測(cè)試85-91
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)方案85
• 4.5.2 抖動(dòng)響應(yīng)測(cè)試85-86
• 4.5.3 抖動(dòng)頻率和抖動(dòng)幅度測(cè)試86-89
• 4.5.4 隨機(jī)噪聲注入測(cè)試89-91
• 4.6 數(shù)字方波驅(qū)動(dòng)的抖動(dòng)效率分析及測(cè)試91-95
• 4.6.1 數(shù)字方波驅(qū)動(dòng)的效率分析91-93
• 4.6.2 數(shù)字抖動(dòng)控制器的效率改進(jìn)實(shí)驗(yàn)測(cè)試93-95
• 4.7 模擬抖動(dòng)控制方案與數(shù)字抖動(dòng)控制方案對(duì)比95-96
• 4.8 本章小結(jié)96-97
• 結(jié)論97-99
• 參考文獻(xiàn)99-103
• 致謝103-104
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷104

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