一种闭环光纤陀螺快速启动的方法
【专利摘要】本发明公开了一种闭环光纤陀螺快速启动的方法，该方法首先设定一个时间阈值T启动和一个固定的启动补偿值E；以光纤陀螺上电时刻作为零点；当t>T启动时，二次闭环方法为：检测方波调制2π复位时刻探测器的输出功率产生的瞬变值为△D2π，然后以该瞬变值△D2π乘上二次闭环补偿增益系数K二次对2π电压值进行补偿，同时光纤陀螺的一次闭环正常进行；但t≤T启动时，使光纤陀螺的一次闭环处于开环状态，以该固定的启动补偿值E乘上二次闭环补偿增益系数K二次对2π电压值进行补偿。本发明通过快速补偿2π电压的偏差，能够有效缩短启动时间。
【专利说明】一种闭环光纤陀螺快速启动的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于惯性导航【技术领域】，涉及陀螺快速启动的方法，尤其是一种闭环光纤陀螺快速启动的方法。
【背景技术】
[0002]光纤陀螺是敏感角速度的传感器装置，具有高可靠性、寿命长、启动时间短、动态范围大等特点，随着光纤陀螺工程化应用的越来越广泛，对其各项指标的要求也越来越高，尤其是对其启动时间提出了更高的要求。对于光纤陀螺本身，由于所使用器件的缘故，往往需要一定的预热时间才能使零偏达到稳定的状态。然而，陀螺的很多应用领域都需要快速的反映能力，因此，缩短光纤陀螺的启动时间成为了工程中需要解决的一个重要的问题。
[0003]影响光纤陀螺开机零偏稳定性的因素很多，并且随着精度的提高，一些新的因素也随着出现。在光纤陀螺中，相位调制器(例如Y波导)其231电压高低温下的变化量，对光纤陀螺的零偏有很大的影响，闭环光纤陀螺解调算法通常都包括产生陀螺输出的一次闭环和对2 31复位电压进行补偿修正的二次闭环，其中采用第二次闭环来对2 31电压进行补偿修正，但是通常用的方波调制技术，在小转速下，二次闭环的补偿较慢，需要很长时间才能对2 31电压值完成修正，在这段时间里，陀螺的零偏会发生变化，引起零偏稳定性的变化，即所谓的启动时间。尤其在高低温下，相位调制器的实际2 31电压值与标称2 31电压值的偏移更大，补偿的时间会更长，严重影响到陀螺的零偏稳定性，这和预热时间的表像是一致的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种闭环光纤陀螺快速启动的方法，其通过快速补偿2 31电压的偏差，来缩短启动时间。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]这种闭环光纤陀螺快速启动的方法，包括产生陀螺输出的一次闭环和对2 JT复位电压进行补偿修正的二次闭环；首先设定一个时间阈值Tiaa和一个固定的启动补偿值E ;以光纤陀螺上电时刻作为零点；当OTiaa时，二次闭环方法为:检测方波调制2π复位时刻探测器的输出功率产生的瞬变值为Λ D2 π，然后以该瞬变值Λ D2 π乘上二次闭环补偿增益系数K』对2 π电压值进行补偿，同时光纤陀螺的一次闭环正常进行；但t ( Tiaa时，使光纤陀螺的一次闭环处于开环状态，以该固定的启动补偿值E乘上二次闭环补偿增益系数对
2π电压值进行补偿；其中t是光纤陀螺的工作时间。
[0007]进一步，以上0〈T启动〈lmin。
[0008]进一步，上述0〈T启动<10s。
[0009]更进一步，上述0〈T启动〈Is。
[0010]以上在后续数据采集及处理时舍去光纤陀螺上电后时间阈值Tiaa内光纤陀螺输出数据。
[0011]本发明具有以下有益效果:
[0012]本发明的闭环光纤陀螺快速启动的方法方便实现，不需要增加新的硬件支持，用软件就可以完全实现，而且，算法和时序较为简单，不会引入新的问题。通过在光纤陀螺中的使用，对光纤陀螺启动时间有很大的改善。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为某型号光纤陀螺采用本发明的快递启动方法前测试数据；
[0014]图2为图1中的某型号光纤陀螺采用本发明的快递启动方法后测试数据。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0016]本发明的闭环光纤陀螺快速启动的方法是通过软件算法实现，光纤陀螺的解算一般采用的是FPGA来实现，本发明的方法也多采用FPGA来完成，在Is的时间内完成2 π电压的补偿修正，具体实现方式如下。
[0017]t是光纤陀螺的工作时间，以光纤陀螺上电时刻作为其零点。设定一个时间阈值T启@，和一个固定的启动补偿值E，时刻，二次闭环方法为检测方波调制2π复位时刻探测器的输出功率产生的瞬变值Λ D2 π，然后以该瞬变值Λ D2 π乘上二次闭环补偿增益系数
对2 π电压值进行补偿，同时陀螺的一次闭环正常进行；但在t ( Tiaa时刻，陀螺的一次闭环处于开环状态，以该固定的启动补偿值E乘上二次闭环补偿增益系数对2 π电压值进行补偿。
[0018]即在陀螺上电后的时间阈值T启@内(例如Is、10s、Imin)，陀螺的一次闭环处于开环状态，不再提取复位时刻的误差值进行补偿，而是给出一个较为合适的固定值进行补偿，保证光纤陀螺在Tiaa内完成陀螺2 π电压的修正，之后，将第二次闭环的补偿增益恢复正常，陀螺进入正常工作状态。上述也提到过，转速较小时，复位次数降低，如果二次闭环总的补偿增益较慢的话，需要很长的时间才能完成2 π电压的修正，选取一个合适的固定值，可加快补偿的速度，但是要注意，为了不影响后续陀螺的正常工作，前Is的补偿过程，要求陀螺处于一次闭环的开环状态下，待补偿完成后，陀螺再进行第一次闭环。
[0019]特别说明的是，由于陀螺上电后时间阈值Tiaa时间内要进行2 π电压修正，其陀螺一次闭环输出值已不能反映当前的转速情况，数据采集及处理时，要去掉这部分数据。
[0020]图1和图2给出了某型号光纤陀螺采用本发明的快递启动方法前后测试数据比较；从图1中可见，某型号光纤陀螺采用本发明的快递启动方法前从上电开始到横坐标25时刻(时间50s)，陀螺零偏稳定性较差，处于启动过程中；横坐标25时刻(时间50s)之后，陀螺零偏稳定性较好，启动完毕。从图2中可见，某型号光纤陀螺采用本发明的快递启动方法后，从上电开始陀螺零偏稳定性一直比较好，无明显的启动时间。采用本发明的快递启动方法前后的测试数据相比，明显可见采用本发明的快递启动方法后该型号光纤陀螺的启动时间大幅缩短，这对光纤陀螺的实际工程应用具有重要意义。
【权利要求】
1.一种闭环光纤陀螺快速启动的方法，其特征在于，包括产生陀螺输出的一次闭环和对2 31复位电压进行补偿修正的二次闭环；首先设定一个时间阈值Tiaa和一个固定的启动补偿值E ;以光纤陀螺上电时刻作为零点；当OTiaa时，二次闭环方法为:检测方波调制2 JT复位时刻探测器的输出功率产生的瞬变值为Λ D2n，然后以该瞬变值Λ D2n乘上二次闭环补偿增益系数对2 Ji电压值进行补偿，同时光纤陀螺的一次闭环正常进行；但t ( Tia_时，使光纤陀螺的一次闭环处于开环状态，以该固定的启动补偿值E乘上二次闭环补偿增益系数对2 JT电压值进行补偿；其中t是光纤陀螺的工作时间。
2.根据权利要求1所述的闭环光纤陀螺快速启动的方法，其特征在于，OCTiaa〈lmin。
3.根据权利要求2所述的闭环光纤陀螺快速启动的方法，其特征在于，0〈T<10s。
4.根据权利要求3所述的闭环光纤陀螺快速启动的方法，其特征在于，0〈T<lso
5.根据权利要求1所述的闭环光纤陀螺快速启动的方法，其特征在于，在后续数据采集及处理时舍去光纤陀螺上电后时间阈值Tiaa内光纤陀螺输出数据。
【文档编号】G01C19/72GK104482931SQ201410757542
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】王辉, 杜鹃 申请人:西安中科华芯测控有限公司