[发明专利]一种测微敏感器周期脉冲误差抑制方法及装置

说明书

一种测微敏感器周期脉冲误差抑制方法及装置，包括一套超高频采集设备和相应的频域补偿滤波器。使用超高频采集设备实时采集测微敏感器阶梯波驱动信号和敏感器输出信号。以阶梯波驱动信号为IIR滤波器输入信号，敏感器输出信号为IIR滤波器输出信号，求取IIR滤波器传递函数。将得到的传递函数求取逆函数，得到频域补偿滤波器。将阶梯波驱动信号经频域补偿滤波器处理后再驱动波导，可以补偿波导带宽不足导致的非理想频域响应，实现周期脉冲误差的有效抑制，方法简单，误差抑制效果好。

技术领域

本发明涉及一种测微敏感器周期脉冲误差抑制方法及装置，能够实现测微敏感器周期脉冲误差的抑制，属于光纤陀螺技术领域。

背景技术

光纤陀螺以其全固态、高可靠、高精度等特点，目前已在空间系统中广泛应用，光纤陀螺基本原理框图如图2所示。传统光纤陀螺多应用于检测带宽低于10Hz的低频场景。由于检测带宽低，高频干扰在检测带宽外，对陀螺性能无影响。随着遥感卫星成像精度的提高，对卫星微振动测量的需求增加。测微敏感器是一种检测带宽大于1KHz的新型光纤陀螺，可实现卫星高频微振动精确测量。随着检测带宽增加，原光纤陀螺检测带宽以外的高频干扰将会对测微敏感器的精度产生较大影响。图1所示为测微敏感器高频输出数据，从数据中可以看到测微敏感器高频输出存在周期脉冲误差。该周期脉冲误差的产生原因是波导调制带宽不足，在阶梯波复位处无法及时响应调制信号，从而引起陀螺输出在阶梯波复位处存在较长的过渡过程，体现在时域上即为图1中所示的脉冲误差。在传统光纤陀螺中，由于信号带宽低，该脉冲误差将被滤除，对其并无影响。但测微敏感器的检测带宽宽，无法滤除，该脉冲误差将对测微敏感器精度产生较大影响。解决波导带宽不足的最直接办法是通过优化波导方案和制作工艺，提高波导的带宽，但实际中受限于国内技术和工艺水平，目前波导的带宽无法进一步提高。还可以通过对测微敏感器输出直接进行滤波的方式将脉冲误差滤除。但由于脉冲误差频率与阶梯波复位频率相同，该频率随不同角速度输入而改变，可以覆盖0.1Hz到10KHz全频段范围。一方面针对误差频率可变的特性无法通过固定的滤波器进行滤除，另一方面使用滤波器还会将待测量在滤波器滤除频率处的有用信息滤掉，影响了产品使用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术无法对测微敏感器中周期脉冲误差进行抑制的不足，提出一种基于频域补偿的抑制方法及装置。

本发明的技术方案是：一种测微敏感器周期脉冲误差抑制方法，包括：

步骤1：采集测微敏感器每个闭环周期内的阶梯波驱动信号和敏感器输出信号；

步骤2：以步骤1采集得到的每个闭环周期的阶梯波驱动信号为输入，以敏感器输出信号为输出，以IIR滤波器为波形求取传递函数；

步骤3：将步骤2所得IIR滤波器传递函数求逆函数，得到频域补偿滤波器；

步骤4：将阶梯波驱动信号经过频域补偿滤波器处理后驱动Y波导，实现周期脉冲误差的抑制。

优选的，步骤1中测量的频率大于1/T，T为测微敏感器的闭环周期。

优选的，步骤2中用于求取IIR滤波器传递函数的输入数据为对步骤1中采集到的数据进行截取得到的，截取数据段为以阶梯波驱动信号复位处为起点，以敏感器输出信号恢复到与复位前均值相等为终点。

优选的，需要对阶梯波驱动信号及敏感器输出信号根据敏感器闭环检测算法的时延特性进行时序调整，保证采集到的敏感器输出信号对应于同一时刻的阶梯波驱动信号。

优选的，针对不同Y波导，重复步骤1-4，得到相应的频域补偿滤波器，实现周期脉冲误差抑制。

一种测微敏感器周期脉冲误差抑制装置，包括测量装置、频域补偿滤波器；

所述测量装置用于测量测微敏感器每个闭环周期内的阶梯波驱动信号和敏感器输出信号；