基于Matlab／Simulink的光纤陀螺系统建模与仿真.pdfVIP

第３０卷第５期　　　 计算机应用与软件 Ｖｏｌ３０Ｎｏ．５ ２０１３年５月　　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ Ｍａｙ２０１３ 基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的光纤陀螺系统建模与仿真 １，２ １，２ １，２ １，２ ２ 于中权 　赵海涛 　梁仁仁 　张　华 　吴大庆 １（湖南航天远望测控技术有限公司　湖南长沙４１０２０５） ２（中国航天科工集团７８０１研究所　湖南长沙４１０２０５） 摘　要　　为了准确理解光纤陀螺的工作过程，基于Ｍａｔｌａｂ的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件对数字闭环光纤陀螺进行建模和仿真分析，重点分析光 纤陀螺的关键器件Ｙ波导的半波电压波动对陀螺精度的影响。仿真结果表明，仿真模型能够对调制增益漂移进行实时跟踪和 补偿。 关键词　　光纤陀螺　调制增益　仿真　Ｙ波导　半波电压 中图分类号　Ｕ６６６．１　　　　文献标识码　Ａ　　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１３．０５．０７２ ＭＯＤＥＬＬＩＮＧＡＮＤＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＦＯＧＳＹＳＴＥＭＢＡＳＥＤＯＮＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ １，２ １，２ １，２ １，２ ２ ＹｕＺｈｏｎｇｑｕａｎ 　ＺｈａｏＨａｉｔａｏ 　ＬｉａｎｇＲｅｎｒｅｎ 　ＺｈａｎｇＨｕａ 　ＷｕＤａｑｉｎｇ １（ＹｕａｎＷａｎｇＭｅａｓｕｒｅａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｉｑｕｅＬｉｍｉｔｅｄＣｏｍｐａｎｙｏｆＨｕｎａｎＡｅｒｏｓｐａｃｅＢｕｒｅａｕ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０２０５，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） ２（７８０１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏｒｐ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０２０５，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ　　Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｉｂｒｅｏｐｔｉｃｇｙｒｏｓｃｏｐｅ（ＦＯＧ），ｔｈｅｍｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎ ｄｉｇｉｔａｌｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐＦＯＧｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈＭａｔｌａｂｂａｓｅｄＳｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｐｕｔｓｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｈａｌｆｗａｖｅ ｖｏｌｔａｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｎｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓ，ｗｈｅｒｅｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｓｃａｕｓｅｄｂｙＹｗａｖｅｇｕｉｄｅｗｈｉｃｈｉｓａｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆＦＯＧ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｃａｎｔｉｍｅｌｙｔｒａｃｋｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｇａｉｎｄｒｉｆｔａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｉｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　ＦＯＧ（Ｆｉｂｒｅｏｐｔｉｃｇｙｒｏｓｃｏｐｅ）　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｇａｉｎ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｙｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｈａｌｆｗａｖｅｖｏｌｔａｇｅ ０　引　言 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ是Ｍａｔｌａｂ中的通过建立系统方框图对动态系统进 行建模、仿真并对仿真结果进行分析的软件包。使用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 可以更加方便地对系统进行可视化建模及仿真。 光纤陀螺作为光机电一体化的高精度传感器，对光纤陀螺 图１　数字闭环光纤陀螺系统框图 系统中光电等信号的转换过程和精度具有很高的要求，因此，在 光纤陀螺研制过程中利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件进行了数字闭环光纤陀 １．２　工作原理 螺系统建模和仿真分析，以提高光纤陀螺的研制水平及缩短研 光纤陀螺的工作原理基于Ｓａｇｎａｃ效应，即两束反向传播的 制周期［１－３］。