空间干涉式MOEMS陀螺的实验研究

提出一种基于微镜构成的空间螺旋光路的干涉式MOEMS陀螺,并对其进行了原理验证实验研究。此种光路结构中光束在自由空间传播,可减少损耗;无耦合问题,无背向散射;无运动部件,并且可利用微光机电工艺进行加工。在理论分析的基础上,通过实验设计,利用锁相放大器等对处于一定转速转台上陀螺的输出信号进行检测,得到的转台转速与实际转速比较结果非常接近,实现了陀螺的Sagnac效应原理验证,零漂8.16(°)/h。     

光纤陀螺在惯导系统中的建模及其应用

提出了一种适用于高精度光纤陀螺（FOG）的静态输出信号建模的改进型二阶自回归AR（2）模型，建立了FOG随机误差的实时卡尔曼滤波器，并在FOG捷联惯导系统（SINS）中进行了实际应用。Allan方差分析和实际应用表明，该建模和滤波方法有效减小了高精度FOG误差，在一定程度上提高了FOGSINS的静态初始对准精度，明显降低了导航漂移，提高了导航精度，具有较好的实际应用价值。     

谐振式微光学陀螺偏置频率调制技术研究

谐振式微光学陀螺(RMOG)是一种基于光学Sagnac效应的新型角速度传感器.提出了基于模拟波形连续线性相位调制技术的偏置频率调制.与传统的双频率锯齿波调制以及数字调制方法相比,偏置频率调制消除了由于锯齿波回扫或数字波形中的台阶效应引入的脉冲噪声.从理论上推导了连续线性相位调制波形参数与陀螺的动态范围和灵敏度的关系,得...     

硅基微光学谐振式陀螺瑞利背向散射噪声分析

阐述了硅基微光学陀螺(MORG)结构中瑞利背向散射噪声的产生机理,并创建了硅基微光学陀螺光路的静态与动态理论模型,公式化地描述了硅基二氧化硅谐振腔中的该噪声特性,并通过软件算法仿真综合分析了硅基微光学谐振式陀螺中瑞利背向散射噪声与主信号强度之间的关系,以及其与反向光信号的干涉信号对主信号的影响.分析了瑞利背向散射噪声信号对谐振腔性能的影响,定量分析了此噪声对谐振腔清晰度、陀螺极限灵敏度的影响.提出了抑制系统中该噪声的方案,并搭建实验装置,利用提出的解决方案对系统进行了优化,实验验证了理论分析的结果.     

有leader的二阶动态多智能体网络的L2-L∞控制

考虑系统噪声和时滞,利用L2-L∞控制理论研究了有leader的二阶定拓扑多智能体系统的协调一致问题.工程应用中控制输出的极大值经常需控制在一定范围内,并且考虑系统对位置变量和速度变量限制的范围不同,分别针对位置和速度的控制输出设计了加权系数;进而建立了多智能体系统的数学模型.对有时滞和无时滞的两种网络拓扑,利用李亚普诺夫函数,分析了多智能体系统在满足L2-L∞性能指标要求下,followers和leader的位置与速度的一致问题.并且以双线性矩阵不等式的形式,分别给出了有时滞和无时滞网络系统能够达到一致的条件.最后仿真结果验证了所获结果的有效性.     

全光纤周界安全防范系统

采用光纤振动传感技术研制了应用于国境线的光纤周界安全防范系统。通过对其进行入侵者翻越周界围栏的入侵探测实验,结果表明,它可有效地敏感由入侵行为产生的振动。通过对振动进行分析表明,翻越围栏的行为会产生非平稳随机信号,该信号存在多个幅度峰值,且频率都集中在500Hz以下的低频,为自动识别算法的开发提供了设计依据。实验环境中风力会产生300Hz以下的低频背景噪声,会增加识别的难度。     

军用车载光纤数据总线的拓扑研究

研究和量化了拓扑和访问耦合器对光纤网络物理性能的影响。针对双总线形、星形、环形和双环形四种光纤网络拓扑,比较它们的光纤需求长度、平均传播延迟、传输衰减、最大比特率及容错。结果表明:在100个节点情况下,星形拓扑需要的光纤长度是双环形的3.8倍,而双环形的平均传播延迟是星形的3.3倍;双总线形的传输衰减最大,在10个节点情况下,要求接收器的动态灵敏度达24dB;假设使用垂直腔面激光器和渐变折射率多模光纤,使用容错耦合器导致最大比特率性能降低,双总线形和星形的最大比特率与节点数相关。这些结果可为选择光纤数据总线拓扑和访问耦合器提供参考。     

Bias phase and light power dependence of the random walk coefficient of fiber optic gyroscope

Taking account of shot noise, thermal noise, dark current noise, and intensity noise that come from broad band light source, the dependence of the random walk coefficient of fiber optic gyroscope (FOG) on bias phase and light power is studied theoretically and experimentally. It is shown that with different optical and electronic parameters, the optimal bias phase is different and should be adjusted accordingly to improve the FOG precision. By choosing appropriate bias phase, the random walk coefficient of the aim FOG is reduced from 0.0026 to 0.0019 deg./h~(1/2).     

线性双折射对光纤电流互感器影响的研究

应用琼斯矩阵理论分析传感光纤中残余线性双折射对光纤电流互感器测量精度的影响。根据干涉结果得到在传感光纤中加入大量圆双折射可以抑制残余线性双折射,并提出有效的减小线性双折射误差的方法。