一种激光陀螺仪稳频方法技术

一种激光陀螺仪稳频方法，属于精密激光陀螺技术领域。本发明专利技术包括：将模(光强波动变化)设计为高低周期模，对高模和低模去噪分析并进行分组及组内编号，选定模并记录模对应位置编码以便提升稳频系统稳定性，稳频小抖动频率适配性选取，稳频小抖动幅值自适应调节。本发明专利技术能有效解决多类型激光陀螺仪稳频选模问题，降低稳频波动性，提高稳频选模精确性、稳定性，增加小抖动适配性和自适应性。加小抖动适配性和自适应性。加小抖动适配性和自适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种激光陀螺仪稳频方法


[0001]本专利技术涉及一种激光陀螺仪稳频方法，属于精密激光陀螺


技术介绍

[0002]激光陀螺仪与传统的机械陀螺不同，是由闭合的四边形或三角形谐振腔组成，陀螺腔体上安装有输出反射镜、控制反射镜和偏量反射镜。氦氖激光通过反射镜形成闭合回路，分光镜会将一束激光分为正反两方向传播的两束激光，当物体移动产生角位移时，两束激光相遇会产生干涉，以此计算得出物体的角速度，其精度远高于机械式陀螺。由于激光陀螺仪没有运动部件，易于维护，可靠性高，工作寿命长，所以成为了惯性基准系统中的核心部件。
[0003]激光陀螺仪的稳频控制方法是限制激光陀螺仪工作精度的关键。稳频控制的实质是指：由于激光陀螺仪的工作离不开平面片膜区、槽片膜区、合光棱镜全反射及半反射膜区，同时陀螺内部光路仅依靠稳频系统进行调节。因此，需要依靠抓卡系统对槽片进行高精度调节以完成稳频选模功能。抓卡系统是指由内外两片压电陶瓷和中间铟钢粘接而成的一个组件系统，一般内片加0V电压，外片加300V电压，铟钢加0
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300V动态电压，通过电压差使陶瓷片产生形变，进而调节槽片进行稳频选模。一般情况下，不同的模位置，光路损耗不同，精度也有差异。而提升激光陀螺仪稳频效果的关键在于选模的稳定性、准确性，以及小抖动调节的高效性、灵活性。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种激光陀螺仪稳频方法，解决多类型激光陀螺仪抓卡稳频问题，降低小抖动对抓卡调节负面影响，增加抓卡调节精确性，提高稳频系统在不同环境下扫模稳频的准确性与稳定性。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：一种激光陀螺仪稳频方法，包括：
[0006]将激光陀螺仪的槽片控制模设计为不定周期和个数的高模和低模；
[0007]根据激光陀螺仪的模中的高模和低模以及周期个数设计采集窗口，设计稳频电路进行同模选模和跟踪并进行稳频；
[0008]对模的形态进行去噪分析；
[0009]对高模和低模的极大值进行分析并选模；
[0010]对激光陀螺仪上的小抖动频率进行适配调节；
[0011]对激光陀螺仪上的小抖动幅值进行自适应调节，完成对激光陀螺仪的稳频。
[0012]进一步地，所述将激光陀螺仪的槽片控制模设计为不定周期和个数的高模和低模，包括：将激光陀螺仪设置为不同周期和个数的高模和低模，高模和低模的极大值差值超过50％，根据具体需要设计不同的高模适配陀螺仪使用，其他多个周期的模设计以此类推。
[0013]进一步地，所述设计稳频电路进行同模选模和跟踪并进行稳频包括：对激光陀螺仪进行正常扫模，根据最多连续高模的个数N，设定分析窗口长度至少为N+1。
[0014]进一步地，所述对模的形态进行去噪分析包括：采用抛弃极端值后滑动平均的方式将信号进行去噪，将窗口平滑后的输出数组作为数据初处理后的初始数据；对处理后的初始数据进行再平滑，通过最小化误差的平方和寻找数据最佳匹配函数。
[0015]进一步地，所述对模的极大值进行分析并选模包括：对步骤三处理后的数据求取二阶导数寻找极大值点并存储于峰值数组中；对极大值进行归类，从第一个模的极值点开始与临近下一个模的差高于第一预设值，定义为高模，低于第一预设值模定义为低模，与临近下一个模的差小于第二预设值定义为和前一个模一样的模类型；之后，根据两个低模之间连续高模个数进行分组，从而确定分组组号；每组组内编号根据首个低模位置判定，通过首个高模位置推算出各组内每个模的编号，进而实现在每次不同状态通电时通过软件选定稳频工作中相同组号及组内编号的模。
[0016]进一步地，所述小抖动频率适配调节包括：通过幅频特性仪器对陀螺仪上的抓卡组件进行幅频特性测量，对抓卡系统施加固定幅值正弦小抖动信号及铟钢电压，调节频率观察陀螺光强波动幅值。
[0017]进一步地，设定激光陀螺仪光强波动幅值标准，根据调节频率的光强波动幅值选择标准范围内合适的频率作为基准，并记录在控制中心内。
[0018]进一步地，所述小抖动幅值自适应调节包括：设定比例值；当小抖动工作时，直流光强在小抖动周期变化过程中的最大最小值差超过或小于预设范围，控制按比例放大或缩小小抖动幅值，使得直流光强波动在标准容差内。
[0019]一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现所述一种激光陀螺仪稳频方法的步骤。
[0020]一种激光陀螺仪稳频设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述的处理器执行所述的计算机程序时实现所述一种激光陀螺仪稳频方法的步骤。
[0021]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0022](1)本专利技术通过步骤一的特征达到的效果为激光陀螺仪稳频系统可依据高低规律性模进行稳频选模，通过任何一组两个低模之间的高模个数，可以进行模分组。根据两个低模之间高模所排顺序可定位出组内编号，进而为后续稳频选模提供组号以及组内编号的数据支撑。同时，为用户提供了多个高模以便选取精度较高的模，并在环境状态变化时始终稳定在高精度模上工作。
[0023](2)本专利技术通过步骤二、三、四特征达到的效果为给稳频选模提供数据支撑，保证扫模图形中至少包含两个低模，选取适当的扫模分析窗口，对扫模图形进行去噪拟合以及极大值分析。根据采集分析的极大值对模进行分组编码和组内编码，并存储与控制电路中以便于选模。首次稳频工作时，依据人为设定模范围、扫模结果和测试精度，综合分析确定一个最佳模，相应组号以及组内编号存储下来。对扫模图形进行去噪拟合可较为精确的稳定在光强最大值，去除抖动或者其他信号对扫模状态的干扰。另外，对于不完整的模部分可以根据它在已知模组的情况下进行推算，进而确保稳频在准确的模上。
[0024](3)本专利技术通过步骤五、六特征达到的效果为降低小抖动频率在稳频过程中的负面影响，同时减少小抖动幅值在稳频过程中对陀螺的负面影响。小抖动幅值过大，会激发陀螺使得内部光强受到负面影响。小抖动过小，会导致激光陀螺稳频系统调节效果下降。因
此，通过适配性选择小抖动频率可降低抓卡谐振负面影响，同时降低稳频过程中较大谐振幅度的负面影响。通过适配性选择小抖动频率可降低抓卡谐振负面影响，同时降低稳频过程中较大谐振幅度的影响。同样，小抖动幅值依据光强波动大小自适应调节，既可满足陀螺的稳频闭环调节，也可以保证实际加在陀螺抓卡系统上的强度一致，进而达成调节幅度一致，使得负面影响降到最小。再者，由于不同环境状态下相同频率幅值的小抖动，对抓卡系统的作用会产生偏移变化，因此可通过小抖动幅值自适应调节进行适当的补偿。
附图说明
[0025]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0026]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光陀螺仪稳频方法，其特征在于，包括：将激光陀螺仪的槽片控制模设计为不定周期和个数的高模和低模；根据激光陀螺仪的模中的高模和低模以及周期个数设计采集窗口，设计稳频电路进行同模选模和跟踪并进行稳频；对模的形态进行去噪分析；对高模和低模的极大值进行分析并选模；对激光陀螺仪上的小抖动频率进行适配调节；对激光陀螺仪上的小抖动幅值进行自适应调节，完成对激光陀螺仪的稳频。2.根据权利要求1所述的一种激光陀螺仪稳频方法，其特征在于，所述将激光陀螺仪的槽片控制模设计为不定周期和个数的高模和低模，包括：将激光陀螺仪设置为不同周期和个数的高模和低模，高模和低模的极大值差值超过50％，根据具体需要设计不同的高模适配陀螺仪使用，其他多个周期的模设计以此类推。3.根据权利要求1所述的一种激光陀螺仪稳频方法，其特征在于，所述设计稳频电路进行同模选模和跟踪并进行稳频包括：对激光陀螺仪进行正常扫模，根据最多连续高模的个数N，设定分析窗口长度至少为N+1。4.根据权利要求1所述的一种激光陀螺仪稳频方法，其特征在于，所述对模的形态进行去噪分析包括：采用抛弃极端值后滑动平均的方式将信号进行去噪，将窗口平滑后的输出数组作为数据初处理后的初始数据；对处理后的初始数据进行再平滑，通过最小化误差的平方和寻找数据最佳匹配函数。5.根据权利要求1所述的一种激光陀螺仪稳频方法，其特征在于，所述对模的极大值进行分析并选模包括：对步骤三处理后的数据求取二阶导数寻找极大值点并存储于峰值数组中；对极大值进行归类，从第一个模的极值点开始与临近下一个模的差高于第一预设值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范博学，李雨琪，
申请(专利权)人：北京航天时代激光导航技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：