光纤陀螺的角加速度误差分析与实验研究

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1、第35卷第6期压电与声光VolI35No．62013年12月PIEZClELECTRICS&ACOUST0OPT1CSDec．2O13文章编号：1004—2474(2013)06—0821—03光纤陀螺的角加速度误差分析与实验研究高鑫h。，严吉中，谢良平，王京献(1．西安飞行自动控制研究所，陕西西安710065；2．中航捷锐(北京)光电技术有限公司，北京10150o)摘要：角加速度误差是光纤陀螺的一项动态误差，该误差会引起光纤陀螺捷联惯导系统的姿态误差，制约捷联惯性导航系统在高动态应用条件下的精度。针对这种情况，在光纤陀螺闭环控制模型的基础上建立了闭环光纤陀螺的角加速度误差模型

2、，并分析了影响角加速度误差的几项重要因素，包括控制回路总增益及控制周期等；随后给出了减小该误差的方法。基于等效输入原理，通过在反馈阶梯波上叠加斜坡信号，分别在不同条件下对闭环光纤陀螺的角加速度误差进行了测试实验。实验结果表明，不同角加速度和控制回路总增益条件下的角加速度误差测试值与理论计算值基本一致，验证了该误差模型的正确性。关键词：角加速度误差；动态特性；光纤陀螺；自主测试中图分类号：U666．1；TN253文献标识码：AAnalysisandExperimentalResearchonAngularAccelerationErrorofFOGGAOXin～，YANJizho

3、ng，XIELiangping，WANGJingxian’(1．FlightAutomaticControlResearchInstitute，Xi’an710065，China；2．AviationGyro(Beijing)Phot0e1ectricityTechnologyCo．Ltd．，Beijing101500，China)Abstract：Asadynamicerroroffiberopticgyroscope(FOG)，angularaccelerationerrorwillinduceattitudeer—rorintoFOGstrap—。downinertial

4、navigationsystemandconstraintheperformanceofthesystemundersevereangu—-larmotion．Basedonthedynamicmodelofclosed—loopFOG，angularaccelerationerrormodelissetupanditsdeter—minedfactors(includingthetotalgainandperiodofthecontrolloopoftheFOG)areanalyzed．Correspondingly，theangularaccelerationerrorde

5、creasemethodisproposed．InordertOexamthismodel，theangularaccelerationer—roroftheclosed—loopistestedbyapplyingaslopesignaltothefeedbackstep—waveoftheFOG，basedontheequiva—lentinputprincipa1．Andthetestresultunderdifferentangularaccelerationandtotalgainofdifferentcontrolloopisinaccordwiththemode1

6、．Keywords：angularaccelerationerror；dynamiccharacteristics；fiberopticgyroscope；self-test0引言螺输出存在误差的结论，并通过多项式拟合法来补偿该项误差。目前，对光纤陀螺角加速度误差的研在光纤陀螺捷联惯导系统中，光纤陀螺主要用究还不完善。来敏感载体相对于惯性空间的角运动，以得到载体针对上述情况，本文基于光纤陀螺的闭环控制的空间姿态信息。载体在一些特殊的动态条件下，模型，计算了系统误差传递函数，从理论上建立了光如摇摆运动、螺旋运动等，将产生角加速度，角加速纤陀螺角加速度误差的模型，并提出了光纤陀螺角

7、度会引起光纤陀螺的角速率测量误差，这种角加速加速度误差的影响因素及其改善方法。同时基于等度误差是光纤陀螺的一项动态误差，会引起惯导系效输入原理_6]，通过在反馈阶梯波上叠加斜坡信号统的姿态误差_1]。该项误差制约了光纤陀螺捷联系的方法，实际测试了光纤陀螺的角加速度误差，对所统在高精度、高动态、大机动应用环境下的精度]，建立的误差模型进行了验证。因此有必要研究角加速度误差的产生机理和抑制方法。文献[3]通过仿真分析得出，角加速度在存在的l光纤陀螺角加速度误差建模条件下，陀螺的输出存在误差，且该