基于簡化Mohr模型的光纖陀螺溫度補(bǔ)償方法研究

那永林

(北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所，北京 100074)

基于簡化Mohr模型的光纖陀螺溫度補(bǔ)償方法研究

那永林

(北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所，北京 100074)

為了提高光纖陀螺溫度補(bǔ)償精度，采用Mohr理論建立了光纖環(huán)圈的熱傳遞模型，準(zhǔn)確分析了光纖環(huán)圈內(nèi)部的溫度變化和分布情況，計(jì)算得到了光纖環(huán)圈的Shupe誤差。根據(jù)Shupe理論誤差和陀螺儀輸出的相關(guān)性分析，得到了最優(yōu)的光纖環(huán)圈熱傳遞參數(shù)。根據(jù)熱傳遞參數(shù)建立了光纖陀螺溫度補(bǔ)償模型，完成了光纖陀螺的實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償，實(shí)際補(bǔ)償后光纖陀螺儀變溫精度提高了約3.4倍。

光纖陀螺；溫度補(bǔ)償；Mohr模型

0 引言

光纖陀螺是一種基于Sagnac效應(yīng)的角速率傳感器，具有動(dòng)態(tài)范圍大、可靠性高、啟動(dòng)時(shí)間短，體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于武器系統(tǒng)、潛艇艦船、飛機(jī)導(dǎo)航、衛(wèi)星定位等領(lǐng)域。高精度光纖陀螺易受各種環(huán)境條件的影響，其工程應(yīng)用的精度往往低于其理論精度。溫度變化條件下的精度是光纖陀螺工程應(yīng)用的一個(gè)重要指標(biāo)，也是光纖陀螺工程化過程中的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

提高光纖陀螺的變溫精度主要方法是降低光纖陀螺自身的溫度敏感度，對光纖陀螺進(jìn)行溫度控制或溫度補(bǔ)償。其中溫度補(bǔ)償技術(shù)是導(dǎo)航級(0.1(°)/h～0.01(°)/h)光纖陀螺普遍采用的技術(shù)途徑之一。通常溫度補(bǔ)償多采用多項(xiàng)式補(bǔ)償方法，多項(xiàng)式補(bǔ)償方法存在較大的殘余誤差，不能滿足高精度光纖陀螺的使用需求。

本文提出了一種基于簡化Mohr模型的光纖陀螺溫度補(bǔ)償參數(shù)確定方法，首先建立了光纖環(huán)圈Mohr理論模型，得到光纖環(huán)圈內(nèi)部的溫度分布和溫度變化規(guī)律，進(jìn)而計(jì)算出光纖陀螺在溫變條件下的Shupe誤差。……