专利名称：四频激光陀螺的交流稳频系统及其稳频方法
技术领域：
本发明属于激光陀螺技术，涉及一种四频激光陀螺稳频系统及其稳频方法。
背景技术：
激光陀螺是ー种基于Mgnac效应的光学陀螺。当载体相对于惯性空间有转速为 ^的转动时，激光陀螺将会产生ー个正比于该转速的拍频输出，如(1)式所示
权利要求
1.一种四频激光陀螺稳频系统，其特征在于包括四频激光陀螺和交流稳频电路，所述四频激光陀螺包括两个部分透射的平面镜以及两组用于控制腔长的带稳频压电陶瓷的球面镜，所述交流稳频电路包括顺次相接的光电转换器、带通滤波器、相敏检波器、整流器、 PID控制器、求和器以及电压放大器，相敏检波器与求和器之间还设置有一信号扫描器，其中，光电转换器设置在其中一个平面镜输出处，用于接收和转换该平面镜输出的光信号，而电压放大器与两个球面镜的稳频压电陶瓷相连。
2.根据权利要求1所述的四频激光陀螺稳频系统，其特征在于接收平面镜输出光信号的光电转换器为一个时，接收顺时针光或逆时针光。
3.根据权利要求1所述的四频激光陀螺稳频系统，其特征在于接收平面镜输出光信号的光电转换器为二个时，分别接收顺时针光和逆时针光，并经求和放大后输入到带通滤波器。
4.一种四频激光陀螺交流稳频方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1 施加交流电压进行调制通过在球面镜稳频压电陶瓷上施加交流电压信号，对四频激光陀螺的腔长进行交流调制；步骤2 光电转换并处理得到交流电压信号光电转换器直接接收顺时针或逆时针光，将光信号转换成电信号后进行带通滤波得到交流电压信号；步骤3 经相敏解调和整流得到稳频误差信号根据谐振腔内激光工作频率ν与中心频率Vtl之间的关系，利用扫描信号对所得到的交流电压信号进行相敏检波解调，并整流得到稳频误差的直流电压信号；步骤4 输出控制电压加到稳频压电组件经过PID控制器后，输出控制电压与扫描电压求和并经电压放大后加到稳频压电组件上，驱动压电陶瓷使腔长发生改变，从而驱动工作点向增益曲线的峰值点移动，使得该误差信号稳定在零值，从而实现四频激光陀螺的稳频。
5.根据权利要求4所述的四频激光陀螺交流稳频方法，其特征在于当谐振腔内激光工作频率ν <中心频率Vtl时，经过光电转换器输出的信号为与扫描信号同频同相的电压信号，经过带通滤波器后进入到相敏检波器中，经整流器输出一正的直流电压，经过PID控制器后，输出控制电压加到稳频压电组件上，使得加载在稳频压电陶瓷上的电压增大，从而驱动工作点向增益曲线的峰值点移动。
6.根据权利要求4所述的四频激光陀螺交流稳频方法，其特征在于当工作频率ν <中心频率Vtl时，经过光电转换器输出的信号为与扫描信号同频反相的电压信号，经过带通滤波器后进入到相敏检波器中，经整流器输出一负的直流电压，经过PID控制器后，输出控制电压加到稳频压电组件上，使得加载在稳频压电陶瓷上的电压减小，从而驱动工作点向增益曲线的峰值点移动。
7.根据权利要求4所述的四频激光陀螺交流稳频方法，其特征在于当工作频率ν <中心频率Vtl时，经过光电转换器输出信号的频率是扫描信号频率的2倍，由于带通滤波的选通频率与扫描信号频率一致，故该信号不能通过带通滤波器，即带通滤波器无输出信号，此时稳频误差为零，当前工作点就是增益曲线的峰值点，加载在稳频压电陶瓷上的电压无需改变。
全文摘要
本发明属于激光陀螺技术，涉及一种四频激光陀螺稳频系统及其稳频方法。所述四频激光陀螺稳频系统包括四频激光陀螺和交流稳频电路，所述四频激光陀螺包括两个平面镜、以及两组用于控制腔长的球面镜，所述交流稳频电路包括顺次相接的光电转换器、带通滤波器、相敏检波器、整流器、PID控制器、求和器以及电压放大器。其中，电压放大器与两个球面镜的稳频压电陶瓷相连。本发明通过在稳频压电陶瓷上施加交流电压信号对四频激光陀螺的腔长进行调制，然后经带通滤波以及相敏解调和整流得到稳频误差信号，通过闭环控制使得该误差信号稳定在零值，从而实现四频激光陀螺的稳频。本发明极大地简化了四频激光陀螺的稳频控制，大幅提高了稳频精度。
文档编号G01C19/64GK102445198SQ20111028188
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者严吉中, 何颖, 吕航伟, 杨洪友, 王维科, 陈林峰, 韩宗虎, 马冲泽 申请人:中国航空工业第六一八研究所