[发明专利]一种干涉型光纤陀螺环路增益的检测与闭环控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种稳定光纤陀螺环路增益的方法，该方法使用干涉型光纤陀螺环路增益检测及闭环控制系统，所述系统包括

-第一回路，包括前向通道、反馈通道、阶梯波生成模块、调制信号模块和速率解调模块；

-第二回路，包括前向通道、反馈通道、2π误差解调模块、2π电压积分器；

-增益自动控制回路，包括前向通道、反馈通道、增益检测模块、参考增益模块、增益调解模块、增益误差积分器和增益误差滤波器；

所述前向通道包括：干涉仪、光电探测模块、模拟放大、AD模块；所述反馈通道包括：DA模块、模拟驱动放大、相位调制器、干涉仪中的差分环节；该方法加入增益检测信号与调制信号配合使用；

所述调制信号是四态调制信号；

该方法将四态调制信号、数字阶梯波信号、增益监控信号共同作用到所述相位调制器，所述四态调制信号对应的相位Δφ_m依次为φ₁，φ₂，-φ₁，-φ₂，频率为光纤环的本征频率v_k＝1/(2τ_loop)，τ_loop为渡越时间，是光在光纤环中传播一周的时间，所述增益监控信号为方波信号，频率为v_k/2，其产生的相位差Δφ_g的一个幅值为φ_g；

开环工作的光纤陀螺，到达探测器的信号为：

其中P₀为到达探测器光功率的最大值，Δφ_s表示转速引起的Sagnac相位差，Δφ_m(t)为四态调制信号对应相位差随时间的变化，Δφ_g(t)为增益监控信号对应相位差随时间的变化，Δφ_m(t)和Δφ_g(t)的幅值可由第二回路保证稳定；

将增益监控信号Δφ_g(t)一个周期内的8个τ_loop/2时间段分别记作τ₁，τ₂，τ₃，τ₄，τ₅，τ₆，τ₇和τ₈，探测器信号经过模拟放大模块后进行数字量化编码，τ₁，τ₂，τ₃，τ₄，τ₅，τ₆，τ₇和τ₈状态对应的数字量分别为：

其中，K₀为前向通道的增益；

开环工作状态下的转速解调结果为：

闭环工作状态下增益解调结果为：

当存在反馈通道误差时，即φ₁+φ₂≠2π时，可表示为φ₁和φ₂均乘以了一个系数a，a≠1，2π误差解调结果为：

第二回路使反馈通道增益得到稳定；

所述增益自动控制回路中参考增益模块表示增益解调值的目标值，增益误差为实际增益解调值与目标值之差；如果实际增益解调值与目标值一致，增益误差为零；如果实际增益解调值与目标值不一致，增益误差的符号表示了实际增益大于或小于目标值，增益误差连接到所述增益误差积分器和所述增益误差滤波器，输出控制可变数字增益部分K_adj，K_adj为前向增益的一部分，则：

转速解调结果为：

D_rate＝-4K₀K_adjsinφ₁sinΔφ_scosφ_g (6)

增益解调结果变为：

D_gain≈-4K₀K_adjsinφ₁sinφ_g (7)

式(7)所示值被闭环控制在目标值，并保持稳定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征为，所述调制信号是方波调制信号。