[发明专利]一种单DAC光纤陀螺Y波导半波电压补偿系统

权利要求书

1.一种单DAC光纤陀螺Y波导半波电压补偿系统，其特征在于：包括光电探测器、前放电路、A/D转换模块、闭环算法中央处理单元、D/A转换模块、驱动电路、光电调制器和光纤环；

光纤环：获取外部光信号，并将光信号经光电调制器发送至光电探测器；

光电探测器：接收光纤环传来的光信号；对光信号进行光电转换处理，生成电信号，并将电信号发送至前放电路；

前放电路：接收光电探测器传来的电信号；对电信号依次进行隔直流、滤波处理；生成PIN电信号；将PIN电信号发送至A/D转换模块；

A/D转换模块：接收前放电路传来的PIN电信号；对PIN电信号进行模数转换处理，生成数字信号；将数字信号发送至闭环算法中央处理单元；

闭环算法中央处理单元：接收A/D转换模块传来的数字信号；对数字信号进行闭环计算，得到数字反馈量D_FB；将数字反馈量D_FB发送至D/A转换模块；

D/A转换模块：接收闭环算法中央处理单元传来的数字反馈量D_FB；对数字反馈量D_FB进行数模转换处理，生成反馈电信号；将反馈电信号发送至驱动电路；

驱动电路：接收D/A转换模块传来的反馈电信号，对反馈电信号进行放大处理，生成Y波导调制信号；将Y波导调制信号发送至光电调制器；

光电调制器：接收驱动电路传来的Y波导调制信号，根据Y波导调制信号对光纤环的光信号进行相位调制，使光信号产生相位差Φ_FB；

所述的Y波导调制信号为阶梯波信号；

所述闭环算法中央处理单元对数字信号进行闭环计算的具体方法包括如下步骤：

步骤一、建立光纤陀螺因数K_i的计算模型；

步骤二、在光纤陀螺因数计算模型中引入比例系数K；改变数字反馈量D_FB；

步骤三、建立光纤陀螺因数计算模型的联立方程；联立方程为：

步骤四、根据联立方程，对引入比例系数K的光纤陀螺因数计算模型进行解算；得到光纤陀螺因数K_i的解算模型；并根据光纤陀螺因数K_i的解算模型获取实现K_i稳定的方法；

步骤五、计算比例系数K；

步骤六、根据比例系数K的计算公式，获取比例系数K的调节方法；

所述步骤四中，对引入比例系数K的光纤陀螺因数计算模型进行解算的方法为：

将公式(3)和公式(4)代入公式(2)，得到光纤陀螺因数K_i的解算模型：

式中，π为光相位调制量；

L为光纤环环长；

D为光纤环直径；

λ为外部光源波长；

c为真空光速；

V_π为Y波导半波电压；

N为D/A转换模块位数；

V_f为D/A转换模块输出满量程对应的调制电压；

根据公式(5)得到实现K_i稳定的方法为：当Y波导半波电压V_π发生变化时，保持V_f不变，对应调整比例系数K，即实现K_i的稳定；

比例系数K的计算方法为：

式中，D_2π为阶梯波复位时数字量输出。

2.根据权利要求1所述的一种单DAC光纤陀螺Y波导半波电压补偿系统，其特征在于：所述步骤一中，光纤陀螺因数K_i的计算模型为：

式中，D_out为光纤陀螺输出数字量；

Ω为输入角速率；

D_FB为光纤陀螺的数字反馈量；D_FB＝D_out；

Φ_FB为光信号的相位差。

3.根据权利要求2所述的一种单DAC光纤陀螺Y波导半波电压补偿系统，其特征在于：所述步骤二中，引入比例系数K后，公式(1)变为：

式中，引入比例系数K后，数字反馈量D_FB为KD_out；光纤陀螺输出数字量仍为D_out。

4.根据权利要求3所述的一种单DAC光纤陀螺Y波导半波电压补偿系统，其特征在于：所述步骤六中，比例系数K的调节方法为：

根据公式(6)，通过对阶梯波复位时数字量输出D_2π的调整，实现对比例系数K的调节。