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    主題

    PCI-9846在光學(xué)陀螺頻率鎖定跟蹤研究中的應(yīng)用

    作者

    張榮（第一作者） 男 1983.9 長(zhǎng)春理工大學(xué) 助理研究員 長(zhǎng)春理工大學(xué)電子技術(shù)專(zhuān)業(yè) 現(xiàn)從事自動(dòng)檢測(cè)和控制方面的研究工作。

    張秋鄂（主要作者） 女 1951.10長(zhǎng)春理工大學(xué) 研究員

    應(yīng)用領(lǐng)域

    新型慣性導(dǎo)航傳感設(shè)備研究

    挑戰(zhàn)

    慣導(dǎo)測(cè)試設(shè)備的研究作為我國(guó)新型戰(zhàn)略高新傳感技術(shù)的分支領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值，然而在進(jìn)行光學(xué)薩格奈克效應(yīng)為基礎(chǔ)的研究中，怎樣快速準(zhǔn)確的將光學(xué)諧振頻率鎖定，并且進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤是此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵所在。由于激光諧振頻率參數(shù)值都在GHz量級(jí)，每次鎖定的諧振頻率的差值在KHz量級(jí)上，所以怎樣在極寬的頻譜范圍內(nèi)跟蹤上KHz以下的小范圍頻帶，這其中關(guān)鍵是數(shù)據(jù)采集卡的采集速度和采集精確度要滿足快速高精度的技術(shù)需求。

    解決方案

    本方案數(shù)據(jù)采集及外部控制方面采用凌華科技PCI-9846和PCI6208兩塊板卡。配合上位機(jī)測(cè)試處理軟件實(shí)現(xiàn)基本功能研究，達(dá)到了比較理想的研究效果。

    首先選用凌華PCI-9846數(shù)據(jù)板卡作為陀螺模擬信號(hào)的采集數(shù)據(jù)終端，通過(guò)對(duì)諧振腔的順時(shí)、逆時(shí)針兩路光頻的解調(diào)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)同步采集，然后通過(guò)PCI總線接口，配合上位機(jī)軟件分析處理，將反饋控制數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)PCI6208 DA板卡控制外部設(shè)備。軟件設(shè)計(jì)將兩塊板卡的功能協(xié)調(diào)運(yùn)行，達(dá)到綜合測(cè)試研究的目的。

    摘要

    本文介紹了一種新型諧振式光學(xué)陀螺的頻率自動(dòng)鎖定技術(shù)，通過(guò)選用凌華PCI-9846高速數(shù)據(jù)采集控制板卡和PCI-6208模擬輸出板卡以及外部檢測(cè)設(shè)備，結(jié)合高效的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行諧振式光學(xué)陀螺的諧振頻率的實(shí)時(shí)鎖定以及陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)輸出。通過(guò)實(shí)際測(cè)試，該系統(tǒng)能很好的運(yùn)用于光學(xué)陀螺的實(shí)時(shí)測(cè)試運(yùn)算，并且軟件的靈活性以及兼容性都得到很大改善，為下一步進(jìn)行陀螺的小型化設(shè)計(jì)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：壓電陶瓷,聲光移頻器,光纖激光器，諧振環(huán)，鎖相放大器。

    一、引 言

    光學(xué)陀螺是基于光學(xué)薩格奈克效應(yīng)的一種慣性導(dǎo)航測(cè)量設(shè)備，該項(xiàng)技術(shù)綜合慣性?xún)x表理論、現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、微納加工技術(shù)等現(xiàn)代工程技術(shù)于一體，廣泛運(yùn)用于陸海空天等諸多慣導(dǎo)運(yùn)用領(lǐng)域，比如導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星、太空探測(cè)器、飛機(jī)、水面艦船、潛艇、車(chē)輛、機(jī)器人、鉆井測(cè)斜及天線穩(wěn)定裝置等。

    現(xiàn)有的陀螺儀主要分為機(jī)電式陀螺和光學(xué)陀螺，其中機(jī)電式陀螺由于可靠性，抗沖擊性等局限逐漸被光學(xué)陀螺所取代，其中光學(xué)陀螺又分為激光陀螺和光纖陀螺，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外主要多光纖陀螺進(jìn)行研究運(yùn)用，其中包含諧振式和干涉式兩種，其中干涉型陀螺已經(jīng)在多種慣性系統(tǒng)中得到運(yùn)用，而諧振式陀螺目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，它具有短光纖、小型化、無(wú)Shupe誤差等優(yōu)點(diǎn)，其作為下一代光學(xué)陀螺的主流技術(shù)代表具有十分重要的研究意義。

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