[发明专利]一种光纤陀螺的跨条纹修正方法

说明书

本发明公开了一种光纤陀螺的跨条纹修正方法，包括以下步骤：S1：采集高精度光纤陀螺在预设的环路增益K条件下的角速度误差数据Δω；S2：对角速度误差数据Δω进行FFT分析，得到高精度光纤陀螺的主要谐振响应频率f_g及响应幅值A_g；S3：根据高精度光纤陀螺的带宽与谐振响应频率f_g确定动态环路增益K2；S3：根据谐振响应频率f_g确定静态环路增益K1；S5：根据响应幅值Ag设置光纤陀螺角速度误差阈值Δω_v；S6：根据角速度误差数据Δω与角速度误差阈值Δω_v的大小关系设置环路增益K为静态环路增益K1或动态环路增益K2，并返回步骤S1；本发明通过闭环反馈算法对光纤陀螺的环路增益进行实时控制，解决恶劣动态环境下由光纤陀螺固有特性引起的跨条纹问题，保证光纤陀螺输出的可靠性。

技术领域

本发明属于光纤陀螺技术领域，更具体地，涉及一种高精度光纤陀螺的跨条纹修正方法。

背景技术

光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的角速率传感器，由于其成本低、工艺简单、可靠性高、抗冲击振动能力强，其应用前景备受重视，已经成为主流的角速率传感器之一。目前光纤陀螺主要通过增大光纤环有效直径以及加长光纤环长度提高测量精度，导致其单条纹工作区间减小，在大量级振动、冲击条件等恶劣动态环境下容易产生跨条纹现象，使光纤环工作在错误的条纹区间，这限制了光纤陀螺在对动态环境要求较高领域的应用。

目前，针对光纤陀螺的跨条纹问题主要有以下几种解决方法：基于MEMS陀螺辅助进行跨条纹修正、基于双光纤环进行跨条纹修正、根据光强判断条纹等级进行跨条纹修正等方法；其中，基于MEMS陀螺辅助进行跨条纹修正方法中，由于采用的MEMS陀螺精度较低且环境适应性差，容易产生条纹误判风险，另外还需增加专门的供电和采集电路，不利于光纤陀螺的小型化发展；基于双光纤环进行跨条纹修正方法中，需要额外增加一套光路和电路，增加了产品成本、体积和质量风险；根据光强判断条纹等级进行跨条纹修正方法中，需要采用宽带光源不利于光纤陀螺标度稳定性，并且仅能进行零级和一级条纹判断，对高阶条纹判断不准。因此以上跨条纹修正方法均存在一定的局限性。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种光纤陀螺的跨条纹修正方法，其目的在于解决现有的修正方法存在的修正精度低、产品结构复杂、成本高体积大的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种光纤陀螺的跨条纹修正方法，包括以下步骤：

S1：实时采集高精度光纤陀螺在预设的环路增益K条件下的2τ内的角速度误差数据Δω；

S2：对所述角速度误差数据Δω进行FFT分析，得到高精度光纤陀螺的主要谐振响应频率f_g及响应幅值A_g；

S3：根据高精度光纤陀螺的带宽B与所述谐振响应频率f_g确定光纤陀螺的动态环路增益K2；

2πB≤K2≤2π/f_g

S4：根据所述谐振响应频率f_g确定光纤陀螺的静态环路增益K1；

K12π/f_g

S5：根据所述响应幅值A_g设置光纤陀螺2τ内的角速度误差阈值Δω_v，

Δω_v＝k_xA_g

其中，kx为比例系数，取值范围为0kx1；

S6：根据角速度误差数据Δω与所述角速度误差阈值Δω_v的大小关系设置所述环路增益K为静态环路增益K1或动态环路增益K2，并返回步骤S1。