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机抖激光陀螺控制电路的研究与优化

张伦东  
【摘要】: 机械抖动激光陀螺作为惯性导航的一种理想器件,具有成本低、寿命长、可靠性高、动态范围大等优点,有极大的研究价值和广阔的应用前景。激光陀螺控制电路作为激光陀螺的重要组成部分,其寿命、控制特性以及信号的稳定性和相对误差是影响激光陀螺寿命和精度的一个重要因素。 论文在激光陀螺控制电路小型化、数字化的基础上,结合激光陀螺谐振腔体建立了控制电路的数学模型,对控制电路的控制特性、电磁干扰和电磁兼容性作了详细的分析,对部分电路进行了优化设计。 论文首先用Pspice仿真软件对现有激光陀螺控制电路进行了功能仿真,分析了电路各部分性能指标,建立了激光陀螺控制电路的近似数学模型,详细分析了控制电路的控制性能,在此基础上对部分控制算法做了优化。 其次,分析了电路安装在陀螺壳体内后的电磁干扰对电路本身的影响,探讨了电路板级的电磁兼容性设计,提出了减小电磁干扰的途径,在此基础上提出了电路各模块的布线要求,并改进了部分电路布局。 再次,详细分析了前置放大电路的工作原理,计算了前置放大电路的各种参数,提出了电路改进的几个方案,针对原电路的缺点,重新设计了一种新的前置放大电路。最后,对激光陀螺数字控制电路做了大量的实验测试。实验结果表明,数字控制电路能够满足激光陀螺抖动控制、稳频控制的要求,并且控制效果优于模拟电路。


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