[发明专利]一种光纤陀螺分步温度补偿方法

权利要求书

1.一种光纤陀螺分步补偿的方法，其特征在于，先利用神经网络对非线性残余温度漂移误差进行修正，然后利用多项式模型对线性温度漂移进行补偿，包括如下步骤：

步骤1、在设定的温度范围内，对2500轴光纤陀螺进行温度试验，同时采集陀螺的原始输出数据D与温度T，构建测试温度曲线，并利用下式计算出温度差ΔT：

ΔT_n＝T_n-T_n-1，n＝1，2，3...

其中，n为采集的陀螺的原始输出数据D的长度；

步骤2、建立基于多层感知机的神经网络模型：

模型采用三层结构，包括输入层、隐藏层和输出层；输入层包含三个输入单元，分别为陀螺原始输出数据D、温度T及温度差ΔT；隐藏层包含2层，每层包含10个节点，每个节点的激活函数选择整流线性单元方法；输出层为基于仿射变换的单元，输出的是经神经网络修正后的陀螺数据D1；神经网络训练中的损失函数选择交叉熵误差函数，梯度计算时选择误差反向传播算法；

步骤3、对建立的神经网络模型进行训练：

选取步骤1中2500轴光纤陀螺的输出作为总体数据集，所有的数据先经过异常检测和归一化处理，然后将数据随机分为两部分：大部分数据用于训练，小部分数据用于测试，共进行几十次的迭代训练；训练后的模型的输出D1作为下一步骤的输入；

步骤4、建立多项式模型：

该模型采用6系数温度补偿模型，见下式：

Ω＝Ω₀+P₀+P₁·T+P₂·T²+P₃·T³+P₄·ΔT+P₅·ΔT²

其中，Ω为光纤陀螺温度漂移补偿值，Ω₀为步骤3中训练后的模型的输出D1，T为步骤1中的采集的温度，ΔT为步骤1中计算出的温度差；

利用最小二乘法，计算6个温度系数P₀～P₅；

步骤5、进行温度补偿

利用步骤4的模型，获得光纤陀螺温度漂移补偿值Ω，将光纤陀螺的原始输出数据D减去光纤陀螺温度漂移补偿值Ω，即完成光纤陀螺的温度补偿。

2.根据权利要求1所述的光纤陀螺分步补偿的方法，其特征在于：步骤1中，实验用光纤陀螺的常温零偏稳定性为0.01°/h，将光纤陀螺放置在带有隔振台的高低温试验箱中进行测试，陀螺敏感轴指天，测试的温度范围是-43℃-70℃；数据采样间隔1s，采样的数据长度为54000。

3.根据权利要求1所述的光纤陀螺分步补偿的方法，其特征在于：步骤3中，80％的数据用于训练，20％的数据用于测试，共进行50次的迭代训练。