光纤陀螺零漂数据建模与滤波的研究

在对闭环式干涉型光纤陀螺零漂数据建立时间序列模型(ARIMA模型)的基础上,采用卡尔曼滤波算法对闭环式干涉型光纤陀螺零漂数据进行滤波处理,并通过功率谱密度分析卡尔曼滤波算法的滤波效果,同时采用Allan方差法解算滤波前后的零漂数据的各项噪声源误差系数,并通过各项噪声源误差系数分析滤波效果。     

光纤陀螺光路传输模型仿真

为了分析偏振耦合误差对光纤陀螺(FOG)干涉输出的影响,根据实际的光纤陀螺的光路物理模型和琼斯矩阵理论,建立了分立光学器件及光纤焊接点传输模型,并最终推导出完整的光路系统传输模型。结果表明:光纤熔接角、偏振耦合点位置和多功能集成相位调制器的消光比都会产生偏振耦合误差;在偏振耦合误差变化以及存在相位噪声的情况下,将导致干涉输出产生噪声波动。该成果对光纤陀螺光路设计和误差抑制具有一定的参考价值和指导意义。     

光纤陀螺组件快速高精度标定方法

针对光纤陀螺组件标定周期长、程序复杂、参数重复性不好等问题,提出一种基于姿态误差的光纤陀螺组件快速、高精度标定方法.以最近一次的光纤陀螺标定参数作为初始值,在初始对准中估计陀螺漂移并对陀螺输出脉冲进行修正,推导标度因数误差和安装误差的标定误差与系统姿态误差之间的关系,以导航解算的姿态与转台提供的姿态之差作为观测量,设计光纤陀螺闭环标定路径,不断对标度因数和安装误差进行修正,并根据光纤陀螺器件精度和标定参数分辨率设计快速标定结束临界值ε.标定及导航实验结果表明:光纤陀螺组件快速、高精度标定方法可以完成3个标度因数和6个安装误差的计算,并大幅度提高系统定位精度.     

捷联陀螺动态误差系数的标定方法研究

提出了在三轴模拟台（以下简称三轴台）上一次性标定捷联陀螺动态误差系数的测试方法,该方法充分利用了三轴台的速率功能来激励出陀螺的角加速度误差项,使得能一次性标定包括陀螺角加速度误差系数在内的所有动态误差系数成为可能,为解决在缺乏昂贵的角振动台的实验条件下建立捷联陀螺动态误差模型提供了理论依据。     

车载导航系统中光纤陀螺信号滤波方法的研究

介绍了光纤陀螺在车载导航系统中的应用，指出漂移是存在于光纤陀螺系统中使得输出信号产生较大偏置误差的一种因素，为提高车载导航系统的测量精度，提出采用小波分析对输出信号进行滤波处理的方法，通过仿真结果验证了该方法的有效性。     

数字闭环光纤陀螺振动噪声处理方法

为了解决数字闭环光纤陀螺在实际工程应用中易受冲击、振动等环境因素影响的问题,通过分析振动影响下陀螺输出信号特点,研究振动对光纤环的应力及信号中附加相移的影响,建立了光纤陀螺信号的振动噪声模型.首先,引入一种具有自适应能力的改进局部均值分解方法,将原信号按频率大小分解为一系列谐波信号;其次,利用核主成分分析方法,将反映振动影响的有效信号和噪声进行有效分离;然后,通过重构得到抑制了振动噪声的信号.利用线振动实验研究了光纤陀螺在车载和机载环境下的振动特性,并对采集得到的10组振动实验数据进行了分析.结果表明,处理后信号的Allan方差分析结果中量化噪声和零偏不稳定性等误差系数均减小约50%,从而有效提高了光纤陀螺在振动环境下的输出精度.     

光纤激光陀螺环形腔的优化设计

分析了有源环形谐振腔组成的光纤激光陀螺的精度与谐振腔特征参数的关系,采用单向泵浦光纤复合谐振腔结构的光学系统设计方案.在此结构上,对影响光纤激光陀螺理论精度的结构参数进行计算机数值仿真,详细讨论了系统参数的变化趋势对光纤激光陀螺理论精度的影响.初步仿真结果表明:选取合适掺铒光纤长度及泵浦功率可以有效提高理论精度,提高输入信号光强及选择合适的输出耦合器的耦合比,可进一步提高陀螺的理论精度.     

用于光纤传感网的窄线宽多波长光纤光源研究

窄线宽多波长光纤光源是光纤传感系统中的重要光源,可同时为多路复用技术中的传感器阵列提供所需的多个工作波长．为此对多波长光纤光源的稳态输出进行了数值模拟,理论分析了未泵浦掺铒光纤长度对输出线宽的窄化作用．同时实验构建了一种带有单程反馈和线宽窄化机制的多波长光纤光源,测量分析了这2种机制以及激光腔输出耦合比对多波长输出结果的影响．实验实现功率谱不平坦度〈土3dB时,多波长个数可达27个,3dB线宽约0．06nm,波长在50GHz范围内整体连续可调．     

一种新型光纤电压互感器数字闭环控制系统模型研究

介绍了一种新型光纤电压互感器的原理以及闭环相关检测算法在其中的应用,给出了数字输出的变比计算公式。把光纤电压互感器作为一个数字闭环控制系统进行建模,得出系统输出和误差输出的传递函数模型,并分析了该模型的稳定性、误差指标及频率特性。通过样机进行实验验证,该模型能够很好地吻合实际系统,能够对样机的性能改进起指导作用。     

基于Faraday效应的光纤陀螺频率响应测试方法

为解决光纤陀螺全频带频率响应测试问题,提出了基于光纤陀螺Faraday效应的频率响应测试原理。用有限元法建立光纤环的传输模型,在使用高折射率光纤和光纤环固化条件下推导了光纤陀螺的Faraday效应输出模型,得出光纤陀螺Faraday效应输出与磁场强度成正比的结论。根据光纤陀螺的检测原理,分析了该测试方法与角振动台测试法的等效性。设计了模型验证实验,结果表明该方法可以克服角振动台测试法输出频率低的缺点,可以对光纤陀螺的全频带频率响应进行测试。     

FIR滤波器在光纤陀螺中的应用

光纤陀螺的研究主要分为光路和电路2个部分,电路部分中数字信号处理的算法影响整个光纤陀螺系统的精度．介绍了平滑滤波器和基于分布式算法的FIR滤波器的基本原理;采用Matlab工具箱中的fdatool设计了滤波器系数,并进行了仿真,仿真结果表明设计可靠、合理且满足设计要求;最后使用VerilogHDL语言实现了滤波器硬件电路．     

计及高比例可再生能源的配网系统储能多场景优化配置

为解决传统方法中可再生能源出力波动大、可再生能源和储能利用效率不高等问题,提出一种计及高比例可再生能源的配网系统储能多场景优化配置方法。通过在配网系统电源侧接入储能,定义配网系统储能配置场景,采用一阶低通滤波,结合波动率期望值确定方法,将低通滤波时间常数作为储能容量配置的关键参数,计算能源发电波动场景储能目标输出功率。采用上下限约束法,计算负荷储能释能场景储能目标输出功率。结合配网系统运行成本,构建储能多场景优化配置模型,求解储能最优功率和容量最优解,获得储能最优配置方案。实验结果表明,所提方法减少了风电出力和光伏出力的最大波动量、最大波动率,可再生能源出力更加平稳,减少了弃风率和弃光率,增加了储能出力,提高了可再生能源和储能利用效率。     

光纤陀螺温度漂移自适应建模研究

针对光纤陀螺温度漂移模型参数随环境温度或陀螺本身工作状态的不同产生缓慢变化的现象，通过自适应建模的方法，自动修正模型参数，准确揭示了陀螺温度漂移特性．     

多层复杂介质光学系统中光场量子起伏功率谱的频率特性

运用函数方法和正则量子理论,对色散吸收多层介质中的光场进行量子化处理,得到了系统各区域中量子起伏的功率谱,并通过数值计算结果分析和研究了介质的色散吸收性对光场量子起伏、系统工作状态以及频率特性等的影响.     

干涉型闭环光纤陀螺实现中关键问题研究

介绍了干涉型光纤陀螺实现中的几个关键问题和相应的解决方法.把光纤陀螺的系统构成细分为前端和后端,关键问题有:1)梳状信号的滤波;2)模拟开关的选取;3)信号采样;4)阶梯波的处理;5)干涉闭环光纤陀螺的软件设计.相应问题细化到运放、模数转换、数模转换等器件的选择,并针对双路调制信号对光纤陀螺的影响和应对措施作了工程性的分析.本文是基于长期的工程实践和深入的理论分析而得到的,具有较强的实践参考意义.运用文章中的方法和经验,实践证明光纤陀螺仪的精度和灵敏度有较大提高.     

功率型激光器的线性测量

就SDL7432功率型半导体激光器的线性测量进行了讨论，依据线性测量的需要，设计了测量系统组成，并就各个组成部分进行了较详细的功能说明，利用最小二乘法对测量数据进行了线性曲线拟合。得出了SDL7432的线性测量曲线．对实验中可能出现的噪声干扰进行了分析，计算出各组数据的相对误差Er(最大相对误差为3．3％),结果表明，激光器输出光功率和接受器响应之间存在很好的线性关系。     

用于干涉型光纤陀螺温度漂移辨识的RBF神经网络改进算法

针对干涉型光纤陀螺(IFOG)温度漂移的辨识,推导了径向基神经网络(RBFNN)中隐含层神经元、网络的抗噪声性能和拟合精度三者之间的关系,并在此基础上提出了一种新的径向基函数神经网络辨识学习规则.该方法具有很强的抗噪声性能,网络输出不会被陀螺噪声所污染,同时能动态地确定神经元数,辨识精度高,有效地避免了传统RBF网络学习算法中事先固定网络结构可能存在的盲目性.实验结果表明,该方法能够快速、准确地辨识IFOG的温度漂移.     

基于Nd:LGGG连续与调Q脉冲人眼安全激光器研究

1.4μm人眼安全激光具有对人眼安全?对烟雾环境穿透能力强以及易于产生和探测等特点?本文基于Nd:LGGG新晶体,采用石墨烯作为可饱和吸收体,研究了1.4μm人眼安全激光输出特性?在注入泵浦光功率15.6W时,获得2.38W的1.4μm连续激光输出,光 光转换效率为15.4%;在注入泵浦光功率14.3W时,获得平均功率为255mW的1.4μm调Q激光输出,输出脉冲宽度为490ns,重复频率为80kHz,激光单脉冲能量为3.2μJ,脉冲峰值功率6.53W?     

基于荷电状态预测反馈的混合储能系统控制方法设计

风力发电系统输出功率的波动性和随机性会对风电并网产生许多不利影响,在风力发电系统中配备一定容量的储能装置,可以有效地平抑风电功率的波动。提出利用电池储能和超级电容组成的混合储能系统,分别补偿低频和高频分量。针对电池储能系统提出了荷电状态反馈控制策略,在电池储能系统因反馈控制功率受限时,再由超级电容进行二次出力补偿。所提出的控制方法在一定程度上弥补了储能设备单独使用时的不足;并且在补偿过程中考虑电网调度的需求。最后,通过仿真验证了所述方法的有效性。