光纤陀螺温度漂移误差的模糊补偿方案研究.pdf

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1、第23卷第7期传感技术学报V01．23No．72010年7月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJuly2010ResearchonFuzzyCompensationMethodofTemperatureDriftforFiberOpti~GyroZHOUQi，QINYongyuan，ZHAOChangshan(SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Th

2、ethermallyinducedbiasdriftinthestart-upphase(start—upbiasdrift)offiberopticalgyro(FOG)isinvestigated．Andafuzzystart—upbiasdriftcompensationmodel，whichisbasedonnon—reciprocitytheoryofShupeandheatingexperimentresultsofMohr，ispresented．Themodeltakesthetemperatu

3、reandthetemperatureehan．gingrateattheinnersideofthefibercoilasinputs．Andbasedonthem，gyrobiasdriftispredictedtocompensatetheoutputoftheFOG．Thefuzzyrulesofthecompensationmodelareidentifiedfromthetemperaturemeasurements(一25℃～45℃)andFOGoutputsofasetofstatic—base

4、dexperiments．Andaccordingtotherulesidentified，thestart·upbiasdriftcanbecompensatedon—linebyperformingthefuzzyinferencestep．Avaliditycheckexperimentisconducted．Theexperimentshowsthat，aftercompensationbythemodelpresented，theFOGbiasstabilityisre—ducedfrom0．037。

5、／hto0．017。／handthestart—uptimeisshortenedfrom30minutesto2minutes．Keywords：fiberopticalgyro；thermallyinduceddrift；fuzzymodel；compensation；start—uptimeEEACC：7230E：7630光纤陀螺温度漂移误差的模糊补偿方案研究周琪，秦永元，赵长山(西北工业大学自动化学院，西安710072)摘要：针对光纤陀螺启动过程中的温度漂移问题，研究了一种模糊模型补偿方案。依据Shup

6、e非互易性理论和Mohr加热模型试验的结论，以光纤环内侧温度和温度变化率为输入，以陀螺漂移为输出建立了二输入一输出模糊模型。通过全温范围(一25oC～45cc)内的恒温静态试验数据辨识出模糊规则库，进而实行模糊推理可实现光纤陀螺温度漂移的在线自动补偿。室温验证试验表明，陀螺的零偏稳定性由补偿前的0．037。／h减小为0．017。／h，与标称指标相当，陀螺启动时间由补偿前的3Omin减少为2min。关键词：光纤陀螺；温度漂移；模糊模型；补偿；启动时间中图分类号：V249．32文献标识码：A文章编号：1004—16

7、99(2010)07—0926—05光纤陀螺具有结构简单、无运动部件和磨损部螺温度漂移的机理，而F．Mohr采用电路模拟了沿件、启动快、寿命长、体积小、重量轻、耐冲击、抗电磁光纤线圈径向的传热过程，其温度模型建立在实验干扰、无加速度引起的漂移、精度高、动态范围大、成的基础上，具有较好的实用性和可信度，是对Shupe本低等优越性能，在惯性导航、制导领域得到了广泛误差的进一步诠释J。Mohr温度试验同时指出光的应用。由于构成光纤陀螺的核心部件对温度都较纤环采用四极对称绕圈技术(QAD)可实现对Shupe为敏感，温度

8、已成为光纤陀螺迈向工程化所面临的误差的最大程度的抑制，但由于光纤线圈常处于非难题之一。为克服光纤陀螺温度特性限制，国内外理想状态，残余温度漂移仍不可忽略，文献[3—4]学者做了大量的研究工作。其中ShupeD．M．在对此进行了理论和试验研究。在Shupe和Mohr的1980年撰文指出在干涉式光纤陀螺仪中，光纤环上研究基础上，许多学者研究了光纤陀螺温度漂移误与时间相关的温度变化将引起非互