Analiza podstawowych wskaźników żyroskopu światłowodowego

Analiza podstawowych wskaźników żyroskopu światłowodowego

1Stabilność zerowa i zerowa stronniczość

Definicja i znaczenie

Zero Bias: Wyjściowa równoważna prędkość kątowa żyroskopu, gdy prędkość kątowa wejściowa wynosi zero, co idealnie odpowiada składnikowi obrotu Ziemi.

Stabilność zerowego stronniczości: stopień dyspersji zerowego stronniczości (wyrażony jako odchylenie standardowe), który jest podstawowym wskaźnikiem dokładności, a produkty strategiczne mogą osiągnąć 0.001°/h (1σ)).

Czynniki wpływające i optymalizacja

zakłócenia temperatury: zmiany temperatury otoczenia powodują niewzajemne przesunięcie fazy cewki światłowodowej,które muszą być stłumione przez algorytmy regulacji temperatury lub kompensacji (pociąg)≤0.1°/h w całej strefie temperatury).

Hałas polaryzacyjny: przyjmuje się włókno optyczne zachowujące polaryzację i technologię filtrowania polaryzacyjnego w celu zmniejszenia wpływu wahań polaryzacji na zerowy stronniczość.

2- współczynnik skali i błąd nieliniowy

Kluczowe parametry

Współczynnik skali: stosunek prędkości kątowej wyjścia i wejścia, odzwierciedlający wrażliwość, błędu nieliniowego produktów klasy nawigacyjnej wynosi≤50 ppm (pełna skala 300°/s).

Stabilność: pod wpływem zmian temperatury i stanu polaryzacji, dokładność dopasowania liniowego musi być zweryfikowana za pomocą dynamicznego wejścia prędkości kątowej.

Dynamiczna weryfikacja wydajności

Badanie reakcji na dużą prędkość: w zakresie prędkości kątowej wejścia 0,1~1000°/s, czas reakcji jest≤1 ms, a odchylenie dokładności śledzenia wynosi≤ ±00,5%.

3- Nie.współczynnik losowego przemieszczania się i charakterystyka hałasu

Klasyfikacja wskaźnika hałasu

Zdarzające się wędrowanie kątowe (ARW): odzwierciedlające prędkość kątową białego hałasu,≤0.0005°/√h w przypadku produktów strategicznej klasy.

Wskaźnik gęstości hałasu: moc hałasu na jednostkę przepustowości i ARW istnieje stosunek konwersji (typowa wartość≤0.001°/sek/√Hz).

Źródło hałasu

W celu zmniejszenia wpływu promieniowania spontanicznego fotonowego, hałasu obwodu detektoru, drgań mechanicznych itp. należy połączyć cyfrowe filtrowanie i konstrukcję antywibracyjną.

4Zakres dynamiczny i wrażliwość

Próg i rozdzielczość

Próg: minimalna wykrywalna prędkość kątowa (poziom strategiczny)≤0.0001°/h).

Rozdzielczość: pomiar czułości przyrostowej, bezpośrednio związanego z poziomem hałasu.

Maksymalna prędkość kątowa wejściowa

Typowy zakres dynamiczny±1500°/s, obsługuje szybkie manewry pojazdów i natychmiastowe przechwytywanie prędkości kątowej.

5Przystosowanie do środowiska

Obszar temperatury i odporność na wibracje

Temperatura pracy: -40°C do +85°C (standard wojskowy), zerowa zmiana stronniczości≤0.1°/h po kompensowaniu przesunięcia temperatury.

Odporność drgań: wahania mocy wyjściowych≤0.03°/s w warunkach drgań ośnych 3g RMS (10Hz~2000Hz).

Kompatybilność elektromagnetyczna

W celu utrzymania stabilnej mocy wyjściowej pod napięciem pola 100 kV/m przyjmuje się osłonięty pakiet i układ antyzablokowy.

6Typowe porównanie klasyfikacji wydajności

Poziom wydajności Stabilność zerowa (°/h) współczynnik losowego przemieszczania (°/√h) Scenariusz zastosowania

Poziom taktyczny≤0.01≤0.01 Nawigacja bezzałogowa

Poziom nawigacji≤0.001≤0.001 Podwodne sterowanie inercyjne

Poziom strategiczny≤0.0001≤0.0005 Orientacja ICBM

7Technologia kompensacji błędów

Całkowicie cyfrowe sterowanie w pętli zamkniętej

W oparciu o architekturę FPGA+ASIC, korekcja błędu nieliniowego ścieżki optycznej w czasie rzeczywistym w celu poprawy stabilności i dynamicznej odpowiedzi.

Fuzja wielosensorowa

Integracja czujników temperatury i wibracji, kompensacja w czasie rzeczywistym zakłóceń środowiskowych poprzez filtrowanie Kalmana (zintegrowany błąd)≤0.0015°/h).

Standardy badań i weryfikacji

Allan ANOVA: używany do ilościowego określania stabilności zerowego stronniczości i współczynnika losowego wędrowania.

Dynamiczna kalibracja: w połączeniu z precyzyjnym stołem obrotowym do symulacji rzeczywistych warunków pracy, weryfikacji błędu współczynnika skali i dokładności śledzenia.

Poprzez optymalizację i weryfikację powyższych podstawowych wskaźników, żyroskop światłowodowy osiągnął przełomy technologiczne w dziedzinie wysokiej precyzji nawigacji,wskazówki strategiczne, itp. i stopniowo zastępował tradycyjny mechaniczny żyroskop.