环形激光陀螺仪的机械抖动控制及信号读出的研究

环形激光陀螺仪（ＲＬＧ）的控制电路和信号处理方法直接影响着ＲＬＧ的使用精度及净信号输出频率等性能。为研究通过改进控制电路和采用信号处理来提高ＲＬＧ精度和改善其动态性能,满足惯性测量组合（ＩＭＵ）使用要求,本文研究了一种新的Ｌ－１型ＲＬＧ控制电路,并在此基础上,实现了高频采样;本文还介绍了一种高频采样中去除抖动的方法,以及相关信号处理技术。实验结果表明,本文电路和信号处理技术,改善了ＲＬＧ的信号使用精度,提高了其角速度信号输出频率,改善了Ｌ－１型ＲＬＧ的动特性。     

光纤陀螺随机误差的测定方法研究

针对光纤陀螺的随机噪声，分析了其产生的来源；对于5种主要的噪声源，运用IEEE公认的在时域上对频域稳定性进行分析的方法——Allan方差法，进行了特性分析，并给出了误差系数的计算公式．同时介绍了只测定角度随机游走系数时的2种简单测定方法：模型拟合法、归一化计算法；对于一组实际的陀螺零偏数据进行了测定．     

环形激光陀螺温度模型

温度效应是制约提高陀螺精度的重要因素。该文根据温度补偿要求,建立了温度场模型,使用有限元分析软件MARC2000采用两步计算方法在计算机上再现了陀螺启动过程中内部温度场分布的仿真结果;并通过红外测温技术测量了陀螺表面温度,大量实验数据证实了模型的正确性,可作为进一步分析温度场特性的基础。根据温度模型研究了增益区换热情况,认为对流边界层理论不适用于增益区换热,增益区换热的主要因素是原子与管壁的碰撞及管壁电子与正离子的复合。     

大型测地激光陀螺仪研究综述

以大型测地型激光陀螺仪为研究对象,对近几年的相关研究进展进行了总结.首先阐述大型激光陀螺仪原理及其在测地学、旋转地震学、基础物理等领域的相关应用;然后根据运转机制的不同,介绍主动和被动激光陀螺仪的工作原理,并分析国内外大型主、被动激光陀螺仪的研究现状;最后从高Q值环形腔、超稳参考光源、陀螺仪闭环锁定、环形腔腔长稳定控制等方面详细介绍面向精密重力测量国家重大科技基础设施(PGMF)建设的大型被动激光陀螺仪的研究进展,同时指出该系统目前的受限因素及未来大型激光陀螺仪的研究方向.     

MEMS陀螺仪随机误差在线建模与滤波研究

针对普通微电子机械系统(micro-electro-mechanical system, MEMS)陀螺仪随机误差较大、零偏性影响在线建模的问题,提出对MEMS陀螺仪随机误差在线建模、实时滤波以提高MEMS陀螺仪在工程应用中的精度。首先,对陀螺仪采样数据进行分析处理,使其满足时间序列建模的要求。为避免数据离线零均值处理,实现在线建模,直接将数据中陀螺仪零偏引起的常值分量带入模型,建立具有常数项的时间序列模型,并通过递推最小二乘法得到模型参数的最优估计;然后,利用时域上状态空间方法设计增广状态Kalman滤波器,实时修正MEMS陀螺仪随机误差。研究表明方法有效,MEMS陀螺仪精度进一步提高,研究能为后续惯性测量运算提供可靠的数据支持。     

基于小波去噪的MEMS陀螺仪随机误差校准算法

微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)陀螺仪具有体积小、成本低、功耗低等特点,在微姿态测量系统中应用极其广泛。由于在制作工艺、材料等方面会引入额外的随机噪声,且瞬态电压的不稳定也会造成MEMS陀螺仪在上电阶段产生随机波动误差,严重影响微姿态测量系统的启动时间和测量精度。因此,基于多分辨分析特性的小波变换分析技术,提出了一种改进的小波去噪算法,通过对MEMS陀螺仪的数据进行3层小波分解,剔除高频分量和电压不稳定产生的突变信号,并对低频分量进行重构,最终得到校准以后的陀螺仪数据,实现陀螺仪随机误差的快速校准。实验验证结果表明,通过3层小波分解后,随机误差均值小于0.05 °/s,系统启动时间小于0.1 s,具有较好的噪声抑制和迅速启动能力。     

关联噪声驱动下单模激光损失模型的输出功率

运用线性化近似方法分析具有实虚部关联的量子噪声和泵噪声驱动的单模激光损失模型的动力学性质,计算了光强的关联函数、功率谱及输出功率,讨论了量子噪声实虚部关联系数λq,量子噪声强度P和净增益系数a0对输出功率的不同影响,并发现输出功率S随λq,的关系曲线在a0改变时出现了类似于概率分布中的“重复相变”等新现象．     

环形空间耦合激光阵列的时空混沌同步

通过数值模拟对多台单模Nd:YAG激光器激光环形阵列组成的系统的动力学行为进行了研究.阵列中这些激光束是在光场中空间局部耦合的相互作用和一定参数设置下进行的.数值研究表明,在一些相对小区域的参数范围内,激光之间空间耦合作用的距离一定时,相应激光束的强度之间可以实现混沌同步且具有一定特点.通过对功率谱和李雅普诺夫指数的计算和分析,可以确信所研究的强度同步的激光系统处于混沌状态.     

用环形腔扫描干涉仪测量激光模间隔的研究

采用球面反射镜实现环形腔的本征模式与激光束注入模式的匹配，给出实验装置及偏振光频差测量结果，并通过非线性坐标变换消除了压电陶瓷PZT的非线性对测量结果的影响。     

机抖激光陀螺的伪圆锥运动研究

对于机抖激光陀螺捷联惯导系统,激光陀螺的机械抖动偏频引入伪圆锥运动.本文推导了伪圆锥运动情况下等效旋转矢量的误差表达式.分析了伪圆锥误差的起因、影响因素.研究了圆锥补偿算法在伪圆锥运动中的适用性.从最小化姿态计算误差的角度,提出了机械抖动频率的设计准则,并设计数字滤波器去除抖动信号噪声.分析结果表明:合理设置抖动频率,再结合数字滤波器可以有效提高的姿态计算精度.     

陀螺漂移的状态空间建模方法

非平稳时间序列的状态空间建模技术被用于陀螺漂移分析。基于平滑先验概念，使用Ｋａｌｍａｎ滤波和ＡＩＣ准则拟合整体模型，时变系数自回归模型（ＡＲ）被拟合为状态空间模型，并且被用于时变谱估计，针对两类不同的漂移分别建立状态空间模型，所得结果更贴近实际情况，目前本计算分析只能离线分。对故障诊断可提供一些依据。     

光纤陀螺漂移误差的T-S模糊建模补偿算法

基于G-K聚类算法辨识T-S模糊模型前件参数理论,并采用最小二乘法辨识T-S模糊模型后件参数的误差模型,研究了一种光纤陀螺温度漂移误差的非线性补偿算法。在建立该模型的基础上对光纤陀螺零位输出进行了补偿,计算结果表明采用该种方法能够在不完全了解陀螺误差机理的情况下对其进行有效的补偿。其绝对误差与未补偿相比较降低了99%,同线性拟合补偿相比降低了96%和神经网络补偿比较降低了10%,其误差方差分别减少99%,98%,20%。     

近似非线性滤波在陀螺漂移误差模型辨识中的应用

提出了应用近似非线性滤波技术，辨识陀螺漂移误差模型的方法。这一方法可以由伺服法测试数据中分离出陀螺漂移误差曲线，并通过粗精两种估计，能精确地辨识出陀螺误差模型。对静电陀螺仪实验数据分析结果表明，文中提出的方法完全能满足高精度陀螺仪漂移误差模型的建模要求。     

激光散斑引起的波前探测误差及误差消除研究

激光具有较高的能量且单色性较好,因此被广为应用在弱光波前探测系统中。但激光的强相干性产生的像面散斑会造成CCD面阵上的光强无规律分布,导致波前重构质心算法的错误,进而降低波前像差探测的精度。分析了激光散斑降低波前探测精度的原因,并尝试用旋转散射体、多模光纤耦合及随机位相板等多种组合方法消除激光散斑,提升波前探测精度。评估几种方法对光强、光均匀性及消除散斑的效果进行对比分析、优化设计激光为光源的波前探测消散斑系统。最后利用随机位相板与多模光纤耦合的方法有效消除激光散斑,并进行消散斑前后的波前探测。该消散斑系统可有效消除激光散斑并提升波前探测精度,大幅提升了激光光源在自适应光学领域的应用性。     

糖皮质激素性骨质疏松模型大鼠在性别上的差异性研究

目的 研究对糖皮质激素性骨质疏松模型大鼠在性别上的差异性,为该模型的应用提供背景数据。方法 骨质疏松组雌性大鼠和雄性大鼠在第1天~第21天按2.5 mg/kg体质量,第22天~第63天按1 mg/kg体质量肌肉注射地塞米松磷酸钠注射液,正常对照组大鼠肌肉注射等体积的氯化钠注射液,1次/2 d,持续9周。末次注射 后1 h所有动物麻醉取血和组织,血清检测ALP、Ca、P、维生素D3、降钙素含量;股骨检测骨密度和骨生物力学;胫骨进行病理组织学检查。结果 与正常对照组比较,骨质疏松组的雄性大鼠出现了股骨、腰椎L4骨 密度下降,血清中的ALP升高,钙、磷、降钙素下降,股骨的最大应变和最大负荷下降,胫骨组织病理评分升高,均具有统计学差 异（P < 0.05或P < 0.01 ）;而雌性大鼠只见有股骨骨密度下降、ALP升高、胫骨组织病理评分升高（P < 0. 05或P < 0.01 ）。此外,骨质疏松组雄性动物的骨小梁较该组雌性的减少、疏松和变细,差异均有统计学意义（B<0. 05 ）。结论 制 备GIOP模型,雄性大鼠在症状和骨质疏松指标上较雌性大鼠更为明显、稳定。     

基于马尔科夫随机场和鲁棒误差函数的半监督分类研究

为了克服由错误标记样本所引发的问题,提出半监督分类器模型。从标记数据和未标记数据中学习得到决策准则,并在马尔科夫随机场中,运用一个新的基于鲁棒误差函数的能量函数,分别设计基于迭代条件模型和马尔科夫链蒙特卡罗的两种算法来推断标记样本和未标记样本的类别。实验结果表明这两种方法对于现实世界的数据集来说是高效的,并具有很好的鲁棒性。