光纤陀螺寻北仪技术研究
【摘要】:以陀螺为主要传感器的惯性寻北仪是现代战争中确保武器系统快速、机动、精确打击的重要定向设备。与传统的机械陀螺相比,光纤陀螺具有灵敏度高、预热时间短、重量轻、动态范围大、能量消耗低、造价低等优点。影响光纤陀螺寻北仪精度主要因素是陀螺漂移,通过滤波能有效地克服陀螺的漂移,从而提高精度。
本文主要从工程实用角度出发,对光纤陀螺寻北仪技术进行了两个方面的研究。
一方面是对光纤陀螺信号处理进行了滤波研究,主要运用卡尔曼滤波和小波变换滤波两种方法,这是第三章的主要内容。在卡尔曼滤波方法中先介绍ARMA模型的建模方法,应用MATLAB对陀螺数据(信号)建立AR数学模型,再将建立的AR模型转换为状态空间模型,然后对陀螺的漂移数据进行卡尔曼滤波;在小波变换滤波方法中先介绍小波变换理论和Mallat快速算法,然后将光纤陀螺的数据直接与滤波器系数求卷积,经分解和重构后达到对陀螺信号滤波的效果;最后在建立的不同的数学模型基础上,分别运用这两种滤波方法对同一光纤陀螺信号进行滤波,用功率谱等方法分析了滤波的效果,得出了小波变换滤波比卡尔曼滤波更简单、更方便、更有效的结论,小波变换滤波更能滤除掉信号中的高频噪声。
另一方面就是通过寻北实验证明了滤波方法在寻北仪技术中的有效性。在第二章中介绍了多位置寻北方法和对寻北仪的误差进行了分析;第四章在介绍MATLAB与VC++结合的方法、寻北仪软件模块化设计思想和多位置寻北的实验方案的基础上,通过对实验数据去除奇点、滤波、去除趋势项等方法,使寻北精度得到了改善。其中,对趋势项的去除又用到了最小二乘法和平均选点算法两种方法,对各种算法的实现主要用到了MATLAB和MS.VC+两种工具,在VC++中通过调用MATLAB的数学库实现复杂的滤波算法。通过各种方法的比较,小波变换滤波和平均选点算法去趋势项结合起来精度改善相对大些,这是在实际工程中可以应用的方法。
|
|
|
|
1 |
徐宏杰,章民驹;新型组合晶体光纤陀螺的构想[J];中国激光;2001年10期 |
2 |
王海,陈家斌,黄威,张延顺,汤继强;光纤陀螺随机漂移测试及分析[J];光学技术;2004年05期 |
3 |
朱荣,张炎华,鲍其莲;RBF神经网络用于光纤陀螺温度漂移[J];上海交通大学学报;2000年01期 |
4 |
郭栓运,张栓民,龚智炳;光纤陀螺漂移稳定控制方法研究[J];应用光学;2000年02期 |
5 |
;光纤器件及应用[J];中国光学与应用光学文摘;1995年02期 |
6 |
白果;;光纤陀螺连续测斜仪研制成功[J];石油石化物资采购;2010年04期 |
7 |
邓飞帆;王健生;刘付力;;一种元件最少的调频光纤陀螺研究[J];深圳大学学报(理工版);1989年Z1期 |
8 |
陈静;多元回归分析在光纤陀螺标定中的应用[J];宇航计测技术;2004年02期 |
9 |
;光纤陀螺连续测斜仪[J];军民两用技术与产品;2010年04期 |
10 |
吴军伟;吴衍记;何新科;许刚;;基于田口方法的微小型三轴光纤陀螺参数优化设计[J];中国质量;2010年04期 |
11 |
杨远洪,马静,张惟叙;光纤陀螺调制相位噪声的研究[J];压电与声光;1996年06期 |
12 |
叶炜,周柯江,秦炜,程上彝,杨国光;混合结构的闭环光纤陀螺研究[J];光学学报;1997年08期 |
13 |
延凤平,单英,简水生;受激布里渊散射光纤陀螺中光纤光源的阈值光功率研究[J];中国激光;2000年09期 |
14 |
曾桂林;光纤陀螺技术发展及军需分析[J];应用光学;2001年01期 |
15 |
高希才;;光纤陀螺——一种新型角速率传感器[J];激光与红外;1986年11期 |
16 |
梶■博;於保茂;王淑文;;光纤陀螺[J];应用光学;1992年05期 |
17 |
曹泽煌;集成光学干涉仪光纤陀螺[J];半导体光电;1995年03期 |
18 |
鲁波,余昺鲲,汪绳武;干涉型光纤陀螺和相位调制[J];上海大学学报(自然科学版);2003年02期 |
19 |
李佳程,张炎华,张睿;频率调制在谐振腔光纤陀螺中的应用[J];上海交通大学学报;2000年01期 |
20 |
朱荣,张炎华,莫友声;用于光纤陀螺消噪的新型神经网络[J];上海交通大学学报;2000年04期 |
|