1. Волоконно-оптический гироскоп
Волоконно-оптический гироскоп представляет собой волоконно-оптический интерферометр, основанный на эффекте Сагнака, т.е. два пучка света, проходящие в противоположных направлениях в одном и том же волоконном чувствительном кольце, образуют волоконный интерферометр Сагнака, как показано на рис. 2.
Рис. 2 Принципиальная схема волоконно-оптического гироскопа
Световой пучок от источника света разделяется на два пучка с помощью разветвителя/комбайнера, которые с обоих концов волоконно-оптического кольца попадают на чувствительную катушку и распространяются в направлении вперед и против часовой стрелки. Два луча, выходящие из двух концов волоконного кольца, накладываются разветвителем/комбайнером, создавая интерференцию, причем создаваемая разность фаз пропорциональна угловой скорости кольца:
…………………………………………(1)
среди них,
Длина волокна L;
Средний диаметр D волоконно-оптического кольца;
Длина волны света в вакууме;
скорость света в вакууме.
Информация об угловой скорости может быть получена путем детектирования разности фаз (т.е. интенсивности интерференционного излучения), где член - масштабный коэффициент гироскопа.
Рисунок 3 Физическая карта волоконного кольца
Волоконно-оптические гироскопы представляют собой фотоэлектрические датчики, отличающиеся от обычных электромеханических гироскопов. Их преимущества - отсутствие движущихся частей, широкий динамический диапазон, прямой цифровой выход и работа в сети с компьютерным интерфейсом - идеально подходят для мобильных носителей и военных приложений. Особенностью является то, что волоконно-оптический гироскоп напрямую подключается к носителю и может непосредственно переносить различные рабочие среды носителя.
2. Основная роль волоконно-оптического гироскопа в системе измерения ориентации
1. Благодаря информации о движении чувствительного устройства движения волоконно-оптического гироскопа вокруг центра масс обеспечивается стабильность полета устройства движения при воздействии внутренних и внешних помех, а также контроль изменения его ориентации в допустимых пределах.Движение устройства вокруг центроида может быть разложено на угловые движения вокруг трех осей. Поэтому соответствующие три базовых измерительных канала измеряют и стабилизируют оси тангажа, рысканья и крена устройства. Все три канала измерения в принципе одинаковы и состоят из одноосевого волоконного гироскопа и системы обработки информации (или трехосевого волоконного гироскопа и системы обработки информации), что позволяет непрерывно измерять выходную информацию об ориентации устройства движения.
2. Далее идет волоконно-оптический гироскоп в качестве курсового гироскопа, выходная информация которого может непосредственно использоваться в качестве сигнала управления положением артиллерийского орудия или танка; в то же время, являясь важной частью управления положением носителя, он передает чувствительный сигнал угловой скорости в систему стабилизации положения носителя. Управление опережением обеспечивает условия. В основном оно выполняет следующие функции:
1) Посредством трех угловых скоростей тангажа, рысканья и крена чувствительного носителя выводить аналоговое напряжение, пропорциональное угловой скорости через преобразование сигнала, и посылать сигнал на компьютер носителя для регулировки ориентации носителя посредством сервоуправления для достижения стабильного полета или работы носителя.
2) Обеспечение достаточного коэффициента демпфирования для контура управления положением, коэффициент демпфирования обычно не превышает 0,10-0,15, а перерегулирование угла установки обычно не превышает 30%.
3、Основные требования к волоконно-оптическим гироскопам, используемым в контурах управления положением:
1) Определить кинематику носителя, включая высоту, скорость и перегрузку носителя, для определения коэффициента передачи разомкнутого контура системы и запаса устойчивости системы.
2) Система должна иметь определенную полосу пропускания, которая в основном определяется условиями эксплуатации системы.
3) Система должна быть способна эффективно подавлять внешние помехи на несущей и стабилизировать внутренние помехи оборудования системы.
4) В системе также необходимо ограничить максимальную перегрузку носителя до заданного значения, которое определяется конструктивной прочностью носителя и конструктивных элементов оборудования системы.
5) Для носителей с большим углом атаки следует ограничить максимальный угол их использования для обеспечения устойчивости системы и других эксплуатационных требований.
6) Волоконно-оптический гироскоп используется в качестве курсового гироскопа для системы управления угловой скоростью. Коэффициент усиления системы контура управления положением обеспечивает единичный коэффициент передачи ускорения. Обычно коэффициент усиления контура меньше 1, система особенно чувствительна к изменению скорости. Кроме того, шумы команд системы усиливаются за счет высокого коэффициента усиления, и, чтобы избежать шумового насыщения, электроника исполнительного механизма имеет большой динамический диапазон.
4. Введение в GSY-FOG25
4.1. Обзор
Волоконно-оптический гироскоп GSY-FOG25 содержит пять оптических устройств, набор структур, переднюю панель обнаружения сигнала и печатную плату управления источником света. Структура интегрирована с оптической системой и системой схем. Он прост в установке, удобен в использовании, стабилен и надежен. Пользователю достаточно использовать разъем для подачи питания, внешнюю материнскую плату и получать выходные данные гироскопа. Изделие может использоваться для измерения отношения, навигации, наведения и других областей.
4.2. Основные эксплуатационные показатели (типовые значения)
A) Диапазон измерений: не менее 500 °/с, может быть скорректирован в соответствии с требованиями пользователя;
Б) Стабильность нулевого смещения (1σ) : 1 ° / h;
C) Разрешение: 0.5 ° / h;
Г) Нелинейность масштабного коэффициента (1σ) : 300ppm;
E) Коэффициент случайной погрешности: 0,1 (°/√ч);
F) Полоса пропускания: не менее 400 Гц;
Ж) Потребляемая мощность: не более 3 Вт;
H) Рабочая температура: M1A: от -40°C до +60°C;
M2: -55°C～+85°C;
4.3. Размеры
Сообщение Просмотров: 0
Поделиться статьей