[发明专利]一种基于双光纤陀螺的临界角加速度测试系统及测试方法

说明书

本发明提供了一种基于双光纤陀螺的临界角加速度测试系统及测试方法，测试系统包括基准测试通道、待测测试通道、角振动工装和计算机，针对低采样的光纤陀螺即待测陀螺，借助高采样光纤陀螺即基准陀螺，搭建的双光纤陀螺临界角加速度测试系统，每个光纤陀螺具有各自的测试通道，相互独立，互不影响，无需进行软件更改，只需对已有角振动工装稍加修改以紧固两个光纤陀螺，两个光纤陀螺的敏感轴平行，对角振动工装施加旋转运动，旋转的方向与敏感轴垂直，待测陀螺和基准陀螺敏感外界角运动并输出数据，确定待测陀螺角运动信息出现异常的时刻，将该时刻基准陀螺的角加速度信号等同于待测陀螺的角加速度信号，即获得待测陀螺的临界角加速度。

技术领域

本发明属于仪表测试技术领域，特别涉及一种基于双光纤陀螺的临界角加速度测试系统及测试方法，利用该测试系统及方法，借助基准陀螺，能够准确快速实现待测陀螺的角加速度测试，全面反映陀螺的动态性能。

背景技术

光纤陀螺(FOG)作为新一代惯性仪表，具有全固态设计、结构简单、动态范围大、可靠性高等优点，已经广泛应用在惯性导航系统中。抗角运动能力是光纤陀螺设计的重要指标，反映了陀螺的动态性能。当外界角速度过大或角加速度过大，会导致陀螺输出异常，因此，要对抗角运动能力进行快速准确测量。

目前，光纤陀螺的抗角运动能力测试主要有传统角振动台、冲击振动台等方法。有些学者利用角振动台对陀螺的响应角加速度值和输出饱和时角加速度值进行了研究。但常规角振动台的最高角加速度为3000°/s²，受设备角加速度能力有限，对于低角加速度的光纤陀螺，可选用角振动台方法测试。但随着陀螺动态性能的提升，抗角加速度值已突破3000°/s²，无法用角振动台测试。采用冲击振动台测试，测试费用、时间成本、人力人本高，同时也受角加速度限制。有些学者对陀螺的角加速度模型进行建模与研究，对光纤陀螺的角加速度跟踪能力进行了仿真，得出陀螺大动态下能够正常工作的建议，该方法实现起来复杂。除此之外，限制陀螺角加速度和临界加速度测试的非常重要的一个因素是陀螺本身需要具备很高的采样频率，以用来对外界角运动这一模拟量进行采样输出，计算角加速度信息。因为角加速度信息是对角速度信息的时间微分，如果采样率过低，会导致敏感的角速度信息失真，进而无法获得准确的角加速度信息。

因此，需要一种简单、快速、有效的临界角加速度测试方法，用来对低采样输出的陀螺进行临界角加速度测试，确定其抗角运动能力。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种基于双光纤陀螺的临界角加速度测试系统及测试方法，针对低采样的光纤陀螺，即待测陀螺，借助高采样光纤陀螺，即基准陀螺，搭建一种双光纤陀螺临界角加速度测试系统，每个光纤陀螺具有各自的测试通道，相互独立，互不影响，无需进行软件更改，只需对已有角振动工装稍加修改以紧固两个光纤陀螺，两个光纤陀螺的敏感轴平行，对角振动工装施加旋转运动，旋转的方向与敏感轴垂直，待测陀螺和基准陀螺敏感外界角运动并输出数据。确定待测陀螺角运动信息出现异常的时刻，将该时刻基准陀螺的角加速度信号等同于待测陀螺的角加速度信号，通过数据推算，可获得待测陀螺的临界角加速度，从而完成本发明。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种基于双光纤陀螺的临界角加速度测试系统，包括基准测试通道、待测测试通道、角振动工装和计算机；

所述基准测试通道包括基准陀螺、基准测试线缆、基准电源箱和基准采集软件，利用测试线缆将基准陀螺与基准电源箱和运行基准采集软件的计算机电气连接，实施对基准陀螺的供电及数据采集；所述待测测试通道包括待测陀螺、待测测试线缆、待测电源箱和待测采集软件，利用测试线缆将待测陀螺与待测电源箱和运行待测采集软件的计算机电气连接，实施对待测陀螺的供电及数据采集；