光纤陀螺数字信号处理系统dsp实现论文

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1、图书分类号：V241.5U.D.C.:629.7.05工学硕士学位论文光纤陀螺数字信号处理系统的DSP实现硕士研究生：徐善廷导师：葛升民教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：控制科学与工程系答辩日期：2007年7月4日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：V241.5U.D.C.:629.7.05ADissertationfortheDegreeofM.Eng.REALIZATIONOFFOGDIGITALSIGNALPROCESSINGSYSTEMCandidate：XuShanTingSupervisor：

2、Prof.GeShengMinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlScienceandEngineeringDateofOralExamination：July4,2007University：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要高精度光纤陀螺是导航与制导系统的主要组成部分，它是基于Sagnac效应而发展起来的角速率传感器，通过测量沿光纤线圈顺、逆时针传输的两束光的光程差来间接地测量陀螺的旋转角速度。其高精度、高灵敏度、

3、高稳定性、大动态范围、小体积、易集成等优点，以及其在军事及民用领域的广阔的应用前景，使其成为近年来国内、外光纤传感器领域的一个研究热点。本文首先介绍了光纤陀螺的国内外发展动态，根据现阶段光纤陀螺的应用情况，可以预测在以后的惯性设备上光纤陀螺将会有更大的突破；然后说明了光纤陀螺的基本结构和工作原理；并在此基础上对数字闭环光纤陀螺的控制器进行设计和仿真，确定了光纤陀螺的PID控制器，在工程上验证了其实现的可行性。通过对信号检测原理的研究，首先确定了阶梯波调制的信号检测方法，从而确定了基于阶梯波调制技术的全数字闭环方案。其次，根据确定的信号检测方案设计了光纤陀螺

4、的总体结构，采用TI公司的新一代高速数字信号处理器（DSP）TMS320F2812，设计了光纤陀螺数字信号处理的软、硬件系统；通过对可能对系统产生影响的噪声和信号处理方法的研究，采用了多种切实可行的滤波算法和数字信号处理技术，有效的提高了信号处理的精度。最后，结合光纤陀螺光路部分对所设计的信号处理系统进行了测试并给出了测试结果和主要性能指标。关键词光纤陀螺；Sagnac效应；阶梯波调制；数字信号处理-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractHighprecisionFOGistheimportantpartofnavigationandguida

5、ncesystem.ItistheanglevelocitysensorbasedonSagnaceffectandtheanglevelocityismesuredbysensedthephoticdistanceofclockwiseandwithershins,It'shighprecision、highsensitivity、superiorityreliability、lightweight、widedynamicrangeandsmallvolumemakeitwidelyusedinmilitaryandcivilianfields.Beca

6、useallofabove，thescientificresearchesandexperimentsonitbecamehottopicsinrecentyears.Firstly,recentdevelopmentinthiscountryandabroadisintroducedinthispaper,FOGwillbeusedinmorecontrolandguidancesystemsbasedontheapplicationofFOGnow.ThenintroducestheprincipleandstructureofIFOG，andthec

7、ontrolleroftheclosed-loopfiberopticgyroscopeisdesignbasedonit.MoreoverthePIDcontrollerwaschoosed,andthenvalidatesitsfeasibilityinengineering.TheprincipleandsignaldetectionmethodofFOGarestudiedandexperimented,baseonit,thedigitalclosed-loopdetectingsystemofFOGissuccessfullydeveloped

8、withthestepwavemodulatingtechnolo