光纖陀螺信號分析處理及濾波技術(shù)研究.pdf

1、光纖陀螺與傳統(tǒng)機械陀螺相比具有啟動快、靈敏性好、可靠性高、動態(tài)范圍寬、標度因數(shù)線性度好和數(shù)字輸出等優(yōu)點?；诠饫w陀螺的捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)得到迅猛發(fā)展，并被廣泛應用于精密儀器、移動通信以及國防科技軍事等領(lǐng)域，是一種具有廣闊應用前景的角速率傳感器。然而光纖陀螺由于自身的物理結(jié)構(gòu)和外界干擾等原因，使得光纖陀螺信號的隨機漂移很大程度上影響了光纖陀螺的測量精度，如果不加以補償會對系統(tǒng)造成較大的影響。為此，全文從以下幾個方面對光纖陀螺信號進行了研究

2、： (1)首先采集光纖陀螺數(shù)據(jù)，對其進行剔野值、低通濾波、平滑和剔趨勢項等信號預處理，經(jīng)過預處理后的陀螺信號具有平穩(wěn)性，服從正態(tài)分布，可以用于進行建立隨機漂移的數(shù)學建模與補償技術(shù)研究。 (2)對光纖陀螺進行隨機誤差分析，應用Allan方差法進行光纖陀螺的隨機誤差項辨識，得到三個光纖陀螺的零偏不穩(wěn)定性、角度隨機游走等誤差項。 (3)對光纖陀螺進行時間序列分析，以AIC準則為判定依據(jù)，建立光纖陀螺的最優(yōu)的ARM

3、A(n，m)模型，并對模型進行適用性檢驗，試驗結(jié)果表明3個光纖陀螺的適用模型分別為ARMA(2，1)、ARMA(2，1)和ARMA(3，2)。 (4)采用可編程器件FPGA進行硬件濾波算法實現(xiàn)，引入CORDIC算法實現(xiàn)硬件FFT頻譜分析系統(tǒng)，并通過應用固化參數(shù)數(shù)據(jù)和硬件乘法器、加法器等辦法實現(xiàn)ⅡR低通濾波器的設(shè)計。 系統(tǒng)試驗結(jié)果證明，通過對光纖陀螺的隨機誤差進行分析、建模后，提高了陀螺的測量精度。濾波算法的硬件加速技