[发明专利]一种光纤陀螺本征频率的跟踪方法

摘要

一种光纤陀螺本征频率的跟踪方法，包括：实时检测光纤陀螺本征频率，实现光纤陀螺相位调制频率的可调，光纤陀螺相位调制频率自动跟踪光纤陀螺本征频率。光纤陀螺本征频率的跟踪方法可以避免在环境温度变化时出现相位调制频率和本征频率的对不准，能够解决高精度光纤陀螺在温度环境中的噪声、死区和小信号下标度因数非线性指标劣化的问题，改善了高精度光纤陀螺的环境适应性，对高精度光纤陀螺的应用具有重要意义。

主权项

1、一种光纤陀螺本征频率的跟踪方法，其特征在于通过以下步骤实现：(1)实时检测光纤陀螺本征频率(i)角速率信号的产生光纤陀螺的FPGA(15)产生一个频率为光纤陀螺固有的本征频率一半的调制信号，经过D/A(16)转换和放大A(17)后作用于光纤陀螺的干涉仪(18)，进行相位调制，产生一个包含该调制信号信息的干涉光信号，干涉光信号经光电转换(11)后成为电信号，电信号再经放大B(12)、滤波(13)后进行A/D(14)采样转换，A/D(14)转换后进入FPGA(15)中进行闭环解调，得到对应的角速率信号；(ii)脉冲调制信号的产生和施加光纤陀螺的FPGA(15)产生一个脉冲调制信号，该脉冲调制信号经过D/A(16)转换和放大A(17)后作用于光纤陀螺的干涉仪(18)，对其相位进行调制，干涉仪(18)产生一个含有该调制信息的响应信号，和步骤(1)(i)得到的角速率信号叠加在一起生成一个干涉光信号从干涉仪(18)输出；(iii)光纤陀螺本征频率解算步骤(1)(ii)中干涉仪(18)输出的干涉光信号，经光电转换(11)后成为电信号，再经放大B(12)、滤波(13)后进行A/D(14)采样转换，A/D(14)转换后进入光纤陀螺的FPGA(15)，FPGA(15)计算出步骤(1)(ii)中响应信号与脉冲调制信号之间的时间延迟量，该时间延迟量再减去步骤(1)(ii)干涉光信号在干涉仪(15)外部光路的传输时间后得到光纤陀螺Sagnac敏感环路渡越时间τ，τ对应的频率即为光纤陀螺当前时刻的本征频率；(2)实现光纤陀螺相位调制频率的可调相位调制频率＝时钟频率/分频数，将原来是固定数值的分频数设为可变量，控制分频数可变量的大小，即能实现相位调制频率可调；(3)光纤陀螺相位调制频率自动跟踪光纤陀螺本征频率(i)FPGA(15)对步骤(1)(iii)解算得到的当前光纤陀螺的本征频率对应的渡越时间τ和步骤(1)(i)产生的当前相位调制信号半周期τ′进行比较，并计算两者的差值Δτ；(ii)对步骤(3)(i)中的差值Δτ进行积分，积分结果经过平滑之后产生负反馈，作用于步骤(2)中的分频数，从而控制相位调制半周期τ′；(iii)将Δτ始终控制在0附近，使相位调制信号的半周期τ′和光纤陀螺的本征频率对应的渡越时间τ保持一致，实现光纤陀螺的相位调制频率对本征频率的跟踪。