激光陀螺自适应腔长控制系统

作     者：刘小虎 

作者单位：国防科学技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄云;汪之国

授予年度：2012年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主      题：激光陀螺 DSP 仿真 程长控制 

摘      要：激光陀螺与传统的机电陀螺相比具有高灵敏度、高精度、大动态范围的特点，是惯性系统的理想角速度传感器。程长控制系统是激光陀螺的重要组成部分，对其零偏稳定性、磁敏感性都有重要的影响。论文采用高速芯片TMS320F2812设计自适应程长控制系统，以满足四频差动激光陀螺的工程化要求。 首先，在介绍激光陀螺原理的基础上，阐述了四频差动激光陀螺的稳频原理，并分析光强差稳频的和小抖动稳频的优缺点。将光强随频率的变化用二次曲线拟合，从理论上分析了自适应程长控制算法。 其次，以高速DSP为核心，利用高精度数模和模数转换器设计出稳频系统的硬件。建立了小抖动稳频的数学模型，分析各部分的组成与传递函数，对小抖动稳频进行仿真，根据得到的仿真结果，对系统的有关参数设置进行优化，从而使系统获得较好的稳定性与响应速度。并采用LabVIEW编写控制程序，对自适应稳频系统进行仿真，分析系统的稳频效果。 再次，使用CCS软件编写DSP控制程序，实现小抖动稳频控制;并将自适应程长控制算法编写为控制程序，实现自适应稳频控制功能。 最后，介绍了实验系统构成，进行了射频小抖动稳频控制实验，证明系统小抖动稳频稳频精度优于0.61MHz，然后进行了自适应稳频控制实验，通过实验，证明自适应控制可以消除电路增益和压电陶瓷灵敏度变化的影响，达到课题设计目的，提高了四频差动激光陀螺工作的稳定性。