改變移相角度Θ的值，使誤差電壓Ve3rr最小的角度Θ即為所需要的移相角度。
[0034]腔長控制電壓Vplc與抖動形變主動補償信號UcciMP經(jīng)求和電路70相加、電壓放大器2放大后一同加到腔平移鏡，其中腔長控制電壓V[^補償熱膨脹和熱變形引起的腔長變化，抖動形變主動補償信號Uom4卜償機械抖動導(dǎo)致的腔平移鏡徑向形變和陀螺腔長變化。
[0035]根據(jù)如上所述的激光陀螺腔平移鏡的抖動形變補償?shù)倪^程，可以看到誤差電壓Verr的大小與主動補償控制量V。的大小直接相關(guān)，因此控制器的目的就在于計算主動補償控制量V。的大小，從而使得誤差電壓Ve3rr最小。一個可選的控制策略為:固定一增量電壓值A(chǔ) V，控制器輸出一個初始的主動補償控制量V。，然后令下一個控制周期的主動補償控制量V。增加K.Δ V，其中K初始值為I，然后控制器檢測改變后的誤差電壓Ve3rr:如果Ve3rr變小則K不變，反之如果Ve3rr變大則改變K的符號，重復(fù)此過程即可找到使Ve3rr最小的控制電壓V。，此時主動補償信號將機械抖動對腔平移鏡徑向形變和陀螺腔長的影響減到最小。
[0036]如圖5所示，本發(fā)明第二例激光陀螺腔平移鏡抖動形變主動補償裝置包括誤差處理電路10、模數(shù)轉(zhuǎn)換器20、控制器30、數(shù)模轉(zhuǎn)換器40、移相電路50、乘法器60、求和電路70。所述誤差處理電路10包括包絡(luò)檢波電路13和交流/直流轉(zhuǎn)換電路12。所述控制器20為單片機、FPGA或者DSP，可以采用激光陀螺配套電路中已有的控制器，也可以額外增加一個控制器。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器20優(yōu)選分辨率為10位或10位以上、每秒轉(zhuǎn)換速度大于100次的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器40優(yōu)選分辨率為1位或1位以上、每秒轉(zhuǎn)換速度大于100次的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。圖5中腔長控制電路I與電壓放大器2屬于激光陀螺正常工作所需的配套電路，可以是已有的能滿足腔長控制需要的任何形式的電路。
[0037]在該實施例中，激光陀螺光強信號LIM輸入到腔長控制電路I，形成腔長控制電壓VPLC，用于對激光陀螺的熱膨脹和熱變形引起的腔長變化進行補償。激光陀螺正交信號A(或B)輸入到誤差處理電路10的包絡(luò)檢波電路13，包絡(luò)檢波電路13輸出誤差信號err反映了機械抖動對光強的幅度調(diào)制，該誤差信號由交流/直流轉(zhuǎn)換電路12轉(zhuǎn)換為直流誤差電壓Verr。直流誤差電壓Verr經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器20轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入到控制器30，控制器30采用和實施例一中相同的方法得到抖動形變主動補償信號UcciMP，再與腔長控制電壓Vplx疊加，形成最終的控制量對激光陀螺的腔平移鏡進行控制。
[0038]如圖6所示，為本發(fā)明的交流/直流轉(zhuǎn)換電路12的具體實施例的電路原理圖:在該實施例中，交流/直流轉(zhuǎn)換電路采用型號為AD736的有效值芯片完成。帶通濾波器11或包絡(luò)檢波器13的輸出誤差信號err輸入到AD736芯片的2號引腳，芯片的7腳與電源+15V連接，4腳與電源-15V連接，I腳與8腳接地，5腳通過電容Cav與4腳連接，芯片6腳輸出Ve3rr為直流電壓，其值等于輸入err的有效值，反映了機械抖動對光強的幅度調(diào)制。
[0039]如圖7所示，為本發(fā)明的移相電路的具體實施例的電路原理圖:在該實施例中，移相電路為運算放大器、電阻和電容組成的多端反饋全通濾波器。圖中電阻R2的阻值為電阻Rl的阻值的四分之一，電阻R3和電阻R4的阻值相同，均為電阻Rl的阻值的兩倍；電容Cl和C2的容值相同。改變電路中電阻的阻值或電容的容值即可改變移相角度Θ的大小。在激光陀螺腔平移鏡的抖動形變補償裝置的工作過程中，上述的移相電路的移相角度Θ，可以在裝置第一次上電初始化時進行一次校正，或者也可以在每次上電初始化時由控制器自動調(diào)整。對于由控制器自動調(diào)整的情況，則需要采用數(shù)字電位器代替電阻以保證控制器對于移相角度Θ的調(diào)整。
[0040]如圖8所示，為本發(fā)明的乘法器的具體實施例的電路原理圖:在該實施例中，乘法器采用型號為AD633的乘法器芯片構(gòu)成；芯片的I腳和3腳分別輸入主動補償控制量V。和移相后的抖動反饋信號Ude;芯片的引腳2、引腳4和引腳6直接接地;芯片的5腳與電源-15V連接，同時通過一個0.1uF的濾波電容接地;芯片的8腳與電源+15V連接，同時通過一個0.1uF的濾波電容接地;芯片的輸出引腳7輸出信號Ucomp = 0.1.Ude.V。。
[0041]如圖9所示，為本發(fā)明的包絡(luò)檢波電路的具體實施例的電路原理圖:在該實施例中，包絡(luò)檢波電路由二極管D1、濾波電容C1、濾波電阻Rl和隔離電容C2組成；電路的輸入端接激光陀螺正交信號A或B，電路輸出端為誤差信號err，反映了機械抖動對光強的幅度調(diào)制。選擇C1、R1使幅度調(diào)制信號可以通過，而高于抖動頻率的載波信號被濾除，C2用于隔離直流信號。
[0042]如圖10所示，為本發(fā)明的求和電路的具體實施例的電路原理圖:在該實施例中，電阻尺1、1?2、1?、1?4的阻值相同，腔長控制電壓￥[^接電阻1?1，抖動形變主動補償信號1]0*接電阻R2 ο輸出Vqut為Vplc與Ucqmp之和。
[0043]綜上所述，本發(fā)明由于采用主動補償?shù)姆绞剑瑢⒓す馔勇葺敵龅墓鈴娦盘柣蛘挥嫈?shù)信號進行處理得到代表抖動調(diào)制的誤差信號，控制器根據(jù)該誤差信號調(diào)整抖動反饋信號的幅度和相位得到抖動形變主動補償信號，抖動形變主動補償信號與原先已有的腔長控制電壓疊加后一同對激光陀螺的腔平移鏡進行控制，在補償熱膨脹和熱變形引起的激光陀螺腔長變化的同時補償由于機械抖動導(dǎo)致的腔平移鏡徑向形變，從而減小或消除機械抖動導(dǎo)致的陀螺腔長變化，提高了激光陀螺的精度;本發(fā)明不改變激光陀螺的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，僅通過電子線路和信號處理對機械抖動導(dǎo)致的腔平移鏡徑向形變進行主動補償，實施成本低。
【主權(quán)項】
1.一種激光陀螺腔平移鏡抖動形變主動補償裝置，包括腔長控制電路，其特征在于:還包括:誤差處理電路(10)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(20)、控制器(30)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(40)、移相電路(50)、乘法器(60)、求和電路(70);誤差處理電路(10)接收激光陀螺的光強信號，輸出誤差電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(20)傳入控制器(30);機械抖動反饋信號經(jīng)所述移相電路(50)移相后與控制器(30)通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(40)輸出的補償控制量經(jīng)乘法器(60)相乘得到幅度和相位可調(diào)的抖動形變主動補償信號，該信號與原先已有的腔長控制電壓疊加后一同對激光陀螺的腔平移鏡進行控制，在補償熱膨脹和熱變形引起的激光陀螺腔長變化的同時補償由于機械抖動導(dǎo)致的腔平移鏡徑向形變，從而減小或消除機械抖動導(dǎo)致的陀螺腔長變化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光陀螺腔平移鏡抖動形變主動補償裝置，其特征在于:所述誤差處理電路(10)對陀螺輸出光強或正交計數(shù)信號處理得到誤差電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光陀螺腔平移鏡抖動形變主動補償裝置，其特征在于:調(diào)整抖動形變主動補償信號的幅度和相位使誤差電壓最小可減小或消除機械抖動導(dǎo)致的腔平移鏡徑向形變和陀螺腔長變化。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光陀螺腔平移鏡的抖動形變補償裝置，其特征在于:所述的控制器(30)為激光陀螺自帶的控制器，或者額外增加的控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4之一所述的激光陀螺腔平移鏡抖動形變主動補償裝置，其特征在于:所述誤差處理電路(10)由帶通濾波器(11)和交流/直流轉(zhuǎn)換電路(12)組成，或由包絡(luò)檢波器(13)和交流/直流轉(zhuǎn)換電路(13)組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1?4之一所述的激光陀螺腔平移鏡的抖動形變補償裝置，其特征在于:所述的控制器(30)為單片機、FPGA或DSP。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光陀螺腔平移鏡的抖動形變補償裝置，其特征在于:所述的交流/直流轉(zhuǎn)換電路(12)為由型號AD736的芯片組成的交流/直流轉(zhuǎn)換電路。8.根據(jù)權(quán)利要求1?4之一所述的激光陀螺腔平移鏡的抖動形變補償裝置，其特征在于:所述的移相電路(50)為包括運算放大器、電阻和電容的多端反饋全通濾波器，通過改變電阻和電容的值從而改變移相的角度。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光陀螺腔平移鏡的抖動形變補償裝置，其特征在于:所述的包絡(luò)檢波電路(13)為包括調(diào)幅電阻和調(diào)幅電容的電路。
【專利摘要】一種激光陀螺腔平移鏡抖動形變主動補償裝置，包括誤差處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、移相電路、乘法器、求和電路，將激光陀螺輸出的光強信號或正交計數(shù)信號進行處理得到代表抖動調(diào)制的誤差信號，控制器根據(jù)該誤差信號調(diào)整抖動反饋信號的幅度和相位得到抖動形變主動補償信號，抖動形變主動補償信號與腔長控制電壓疊加后對激光陀螺的腔平移鏡進行控制，在補償熱膨脹和熱變形引起的激光陀螺腔長變化及由于機械抖動導(dǎo)致的腔平移鏡徑向形變，從而減小或消除機械抖動導(dǎo)致的陀螺腔長變化，提高了激光陀螺的精度。本發(fā)明不改變激光陀螺的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，僅通過電子線路和信號處理對機械抖動導(dǎo)致的腔平移鏡徑向形變進行主動補償，實施成本低。
【IPC分類】G01C25/00, G01C19/64
【公開號】CN105698820
【申請?zhí)枴緾N201610055265
【發(fā)明人】謝元平, 羅暉, 黃云, 于旭東, 李耿
【申請人】中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月27日