光纤陀螺动力学特性研究及结构优化设计

《光纤陀螺动力学特性研究及结构优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据第38卷第3期红外与激光工程2009年6月V01．38No．3InfraredandLaserEngineeringJun．2009光纤陀螺动力学特性研究及结构优化设计刘颖1．一，李言1，徐金涛2(1．西安理工大学机械与精密仪器工程学院，陕西西安710048；2．中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西西安710119)摘要：针对光纤陀螺的工作环境和结构特点阳有限元方法分析了结构件的固有频率对结构参数的敏感性。根据结构几何尺寸对固有频率的影响，在不降低固有频率的基础上对光纤陀螺的结构进行了小型化和轻型化设计，改进后的体积缩小4

2、9．56％，质量减轻37％，一阶谐振频率提高19．1％。优化装配工艺也能提高陀螺在振动环境下的性能。采用绝缘子实现了电子线路走线最短，以及所有光学元器件无活动尾纤，并采用了焊点保护，提高了光纤陀螺的可靠性和一致性，试验验证了改进后光纤陀螺在振动状态下精度接近静止环境下的精度。关键词：光纤陀螺；有限元；模态；参数敏感性中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1007-2276(2009)03—0520-05DynamiccharacteristicofFOGanditsstructureoptimizationLIUYin91”，LIYanl，XUJin—

3、taC(1．FacultyofMechanicalandPrecisionInstrumentEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’all710048，China；2．StateKeyLaboratoryofTransientOpticsandPhotonics。Xi’anInstituteofOpticsandPrecisionMechanicsofCAS，Xi’all710119，China)Abstract：AccordingtOtheworkingenvkonmentandstructuralcharacte

4、risticsoffiberopticalgyroscope(FOG)，thesensitivityofthenaturalfrequencyofstructuralpartstoitsstructuralparameterwasanalyzedusingthefiniteelementmethod．AsmallandlightdesignofsometypeFOGwascarriedoutwithoutreducingthenaturalfrequency，basedontheinfluenceofthestructuralgeometryonthenatura

5、lfrequency．Thevolumeoftheimproveddesignreduced49．56％，itsmasslighted37％，anditsoneorderresonancefrequencyincreased19．1％．OptimizationoftheassemblyprocesscallalsoimprovetheperformanceofFOGundervibrationenvironment．Shortestelectroniccircuitsusinginsulatorandnofreepigtailfiberforallopticale

6、lementdevicewereimplemented．andthereliabilityandconsistencyofFOGwereimprovedthroughweldingspotprotection．ExperimentverifiesthattheprecisionofimprovedFOGinvibrationconditionapproachestothatinstaticenvironment．Keywords：Fiberopticgyro；Finiteelement；Model；Parametersensitivity收稿日期：2008—08—

7、20；修订日期：2008—09—28作者简介：刘颖(1979-)，女．河北辛集人．博士生，主要研究方向为光纤陀螺．仿真分析、数据处理。Email：ly676@163．toni导师简介：李言(1960-)，陕西彬县人，教授，博士生导师．研究方向为在线检测与故障诊断、智能控制、先进制造及精密加工技术。Email：jyxy_ly@xaut．edu万方数据第3期刘颖等：光纤陀螺动力学特性研究及结构优化设计521O引言光纤陀螺(FOG)是一种基于Sagnac效应的角速度传感器，与传统的机械陀螺相比，具有结构简单、无运动部件、启动快、使用寿命长、动态范围大、成本低等优势11。

8、2】。在国