一种增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法，包括对伪随机噪声信号的电平进行判断，如果随机噪声信号的电平从高电平变到低电平，则随机噪声信号的幅度正向增强；如果随机噪声信号的电平从低电平变到高电平，则随机噪声信号的幅度反向增强；随机噪声信号的电平没有从高电平变到低电平或从低电平变到高电平，则随机噪声信号的幅度不发生变化；根据随机变化的幅度信号得到多种状态随机变化的噪声信号，将其转换为多种占空比随机变化的三态方波信号，作为抖动机构传递函数的输入信号；显著地抑制了高频噪声幅度发生的严重衰减现象，提高了随机噪声的注入效率，降低了角度随机游走，从而提高了激光陀螺的精度。从而提高了激光陀螺的精度。从而提高了激光陀螺的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法


[0001]本专利技术属于激光陀螺
，尤其涉及一种增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法。

技术介绍

[0002]目前，机械抖动激光陀螺常采用伪随机噪声注入的方式，以消除动态锁区对激光陀螺性能的影响，所以随机噪声注入方式是提高激光陀螺性能的关键技术。本专利技术理论研究了抖动机构的传递函数，获得了激光陀螺随机噪声的传递函数，进一步得到了随机噪声传递函数具体低通滤波特性，因此，机械抖动激光陀螺在随机噪声注入的过程中，高频随机噪声幅度会发生严重地衰减，这一现象影响了机械抖动激光陀螺性能的进一步提高。针对这个问题，本专利技术根据随机噪声传递函数建立了增强随机噪声注入效率的传递函数，并提出了一种基于随机噪声电平变化的增强随机噪声注入效率方法。仿真验证和实验测试表明，相比于原有随机噪声注入方式，采用增强随机噪声注入效率的方法，显著地抑制了激光陀螺在随机噪声注入的过程中，高频噪声幅度产生的严重衰减现象。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题：提供一种增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法，以此来抑制机械抖动激光陀螺在伪随机噪声注入的过程中，高频随机噪声发生的严重衰减，这一现象影响了机械抖动激光陀螺性能的进一步提高等技术问题。
[0004]本专利技术技术方案是：一种增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法，所述方法包括：步骤1、对伪随机噪声信号的电平进行判断，当随机噪声信号的电平从高电平变到低电平，则随机噪声信号幅度正向增强；当随机噪声信号的电平从低电平变到高电平，则随机噪声信号幅度反向增强；当随机噪声信号的电平没有从高电平变到低电平或从低电平变到高电平，则随机噪声信号幅度不发生变化；步骤2、根据对随机噪声电平变化的判断，得到多种状态随机变化的噪声信号；步骤3、将多种状态随机变化的噪声信号转换为多种占空比随机变化的三态方波信号；步骤4、将三态方波信号作为抖动机构传递函数的输入信号。
[0005]所述伪随机噪声信号为23级伪随机序列。
[0006]所述多种状态随机变化的噪声信号为四种状态随机变化的噪声信号；四种状态的随机噪声信号由伪随机噪声和多路开关实现。
[0007]所述多种占空比随机变化的三态方波信号为四种占空比随机变化的三态方波信号。
[0008]所述伪随机噪声信号由23级延迟环节实现。
[0009]所述原有随机噪声注入方式为随机噪声对两种占空比不同的方波信号进行随机
选择。
[0010]三态方波信号的生成方法为：在仿真模型中，随机噪声信号结合计数器和比较器将四种状态随机的噪声信号转换为四种占空比随机变化的三态方波信号。
[0011]将三态方波信号作为抖动机构传递函数的输入信号的方法为：通过伪随机噪声信号对四种不同的方波信号进行随机选择，以随机选择后的方波信号作为抖动机构传递函数的输入信号。
[0012]本专利技术有益效果是：本专利技术采用对伪随机噪声信号的电平变化来正向增强或反向增强随机噪声信号的幅度，当电平不发生变化时，则随机噪声信号的幅度不改变，通过这种随机噪声注入方式，提高了机械抖动激光陀螺的随机噪声注入效率，有效抑制了激光陀螺在随机噪声注入过程中随机噪声发生的严重衰减，并降低了角度随机游走，从而提高了激光陀螺的精度。
[0013]本专利技术在机械抖动激光陀螺中，仿真模型和实验测试表明，增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法相比于原有随机噪声注入的方法，增大了高频噪声幅度的频率分量，提高了随机噪声注入效率，并提高了消除机械抖动激光陀螺动态锁区的能力，同时改善了机械抖动激光陀螺的性能。
附图说明
[0014]图1为本专利技术增强随机噪声注入效率的流程示意图；图2为增强加噪与原有加噪的随机噪声信号幅度关系图；图3为仿真模型输出的抖动幅度信号时域图；图4为仿真模型输出的抖动幅度信号频谱图；图5为本专利技术随机噪声增强注入效率的抖动驱动信号图；图6为本专利技术实验测试数据中抖动幅度的时域图；图7为本专利技术实验测试数据中抖动幅度的频谱图。
具体实施方式
[0015]本专利技术根据伪随机噪声信号的电平变化来改变随机噪声信号的幅度，具体为：当随机噪声信号的电平从高电平变到低电平时，随机噪声信号的幅度正向增强；当随机噪声信号的电平从低电平变到高电平时，随机噪声信号的幅度反向增强，其它情况下随机噪声信号的幅度保持不变，通过这种噪声幅度随机变化的方式得到多种状态随机变化的噪声信号，将其转换成多种占空比随机变化的三态方波信号；将三态方波信号作为抖动机构传递函数的输入信号；观察抖动机构传递函数的输出信号在时域上和频域上的变化，并与原有随机噪声注入方法进行比较，噪声幅度是否得到了增强，高频噪声幅度存在的严重衰减是否得到了有效抑制；原有随机噪声注入方式为随机噪声对两种占空比不同的方波信号进行随机选择。
[0016]这种以随机噪声信号的电平变化作为判断依据，来随机改变随机噪声信号幅度的方式，有效抑制了机械抖动激光陀螺随机噪声在注入过程中高频噪声幅度发生的严重衰减，并提高了激光陀螺的随机噪声注入效率。仿真结果和实验测试表明，与原有随机噪声注入方法相比较，增强随机噪声注入效率的方法，显著地抑制了高频噪声幅度发生地严重衰
减，并提高了激光陀螺的随机噪声注入效率，同时降低了角度随机游走，从而提高了机械抖动激光陀螺的精度，改善了陀螺性能。
[0017]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述。请参阅图1所示，这是增强随机噪声注入的流程图，包括伪随机噪声1，如果随机噪声信号的电平从高电平变到低电平2，则随机噪声信号的幅度正向增强3；如果随机噪声信号的电平从低电平变到高电平4，则随机噪声信号的幅度反向增强5，其它情况下随机噪声信号的幅度不变6；通过这种增强随机噪声注入方式，得到了多种状态随机变化的噪声信号7，再将多种状态随机变化的噪声信号7转换为多种占空比随机变化的三态方波信号8。
[0018]根据增强随机噪声注入效率的技术方案，搭建仿真模型。由于伪随机序列在数字电路中由多个D触发器通过移位来实现，因此，在Simulink中可用延时模块来实现伪随机序列。因为激光陀螺在随机噪声注入过程中，会将抖动幅度变得随机化，使得陀螺进出锁区具有随机性，从而减少了激光陀螺在锁区里的时间，但如果随机噪声的周期较短，可能导致陀螺在工作时间内抖动幅度的随机化周期变短，达不到陀螺在锁区里面时间最少化的目的，所以，为了保证陀螺在工作时间内的随机噪声周期在较长时间内不重复，本专利技术选用23级延迟环节来实现伪随机噪声的模型。
[0019]当随机噪声的电平从高到低时，随机噪声的幅度将增大，实现正向增强；当随机噪声的电平从低到高时，随机噪声的幅度将减小，实现反向增强，其它情况下的随机噪声的幅度保持不变，得到增强加噪下的噪声幅度与原有加噪下的噪声幅度关系如图2所示，实线为原有加噪下的噪声幅度，星线为增强加噪下的噪声幅度。
[0020]实现四种状态的随机噪声信号，要在原有随机噪声信号的基础上增加两个状态，可利用Simulin本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法，其特征在于：所述方法包括：步骤1、对伪随机噪声信号的电平进行判断，当随机噪声信号的电平从高电平变到低电平，则随机噪声信号的幅度正向增强；当随机噪声信号的电平从低电平变到高电平，则随机噪声信号的幅度反向增强；当随机噪声信号的电平没有从高电平变到低电平或从低电平变到高电平，则随机噪声信号的幅度不发生变化；步骤2、根据步骤1的方法，得到多种状态随机变化的噪声信号；步骤3、将多种状态随机变化的噪声信号转换为多种占空比随机变化的三态方波信号；步骤4、将三态方波信号作为抖动机构传递函数的输入信号。2.根据权利要求1所述的一种增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法，其特征在于：所述伪随机噪声信号为23级伪随机序列。3.根据权利要求1所述的一种增强机械抖动激光陀螺随机噪声注入效率的方法，其特征在于：所述多种状态随机变化的噪声信号为四种状态随机变化的噪声...

【专利技术属性】
技术研发人员：马家君，白仕才，徐榆鑫，孟鋆，张利，谢泉，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：