Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа Российский патент 2020 года по МПК G01C19/64 

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии.

Известен способ линеаризации частотной характеристики с помощью знакопеременной частотной подставки, имеющей амплитуду много большую ширины полосы синхронизации частот встречных волн лазерного гироскопа [1].

Недостатком данного способа линеаризации частотной характеристики лазерного гироскопа является наличие остаточных зон синхронизации, называемых динамическими.

Для уменьшения динамических зон синхронизации применяется либо ошумление знакопеременной частотной подставки [2], либо амплитудная модуляция знакопеременной частотной подставки сигналом с меньшей амплитудой и периодом переключения кратным периоду переключения частотной подставки [3].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа, включающий создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с меньшей амплитудой и периодом, кратным периоду переключения частоты быстрой знакопеременной подставки [3].

Недостатком данного способа является зависимость амплитуды быстрой и медленной знакопеременной частотной подставки от температуры лазерного гироскопа и различие этих двух зависимостей между собой, что требует калибровки как той, так и другой зависимостей.

Задачей изобретения является упрощение температурной калибровки амплитуды частотной подставки за счет исключения необходимости калибровки амплитуды медленной знакопеременной частотной подставки и исключения ошибки, связанной с калибровкой амплитуды медленного меандра.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа, включающем создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с меньшей амплитудой и периодом, кратным периоду переключения частоты быстрой знакопеременной подставки, медленную знакопеременную частотную подставку создают путем модуляции длительности полупериодов быстрой знакопеременной частотной подставки.

Результирующая зависимость амплитуды частотной подставки от времени, представлена на чертеже, где:

Δt_мм - амплитуда модуляции длительности полупериодов быстрой частотной подставки;

А_бм - амплитуда быстрой частотной подставки;

Т_мм - период медленной знакопеременной частотной подставки;

Т_бм - период быстрой знакопеременной частотной подставки.

Как видно из этой фигуры, на каждом периоде переключения быстрой знакопеременной частотной подставки возникает набег фазы, который определяется разностью длительностей полупериодов 2Δt_мм.

Изменение фазы выходного сигнала гироскопа Δϕ_мм за период модуляции быстрого знакопеременного сигнала частотной подставки, определяется по формуле (1).

Возникающая в этом случае амплитуда медленной частотной подставки А_мм равна:

Поскольку амплитуда медленной частотной подставки А_мм определяется однозначно амплитудой быстрой частотной подставки А_бм, как показано в выражении (2), данный способ позволяет исключить необходимость температурной калибровки амплитуды медленного меандра. Тем самым упрощается температурная калибровка частотной подставки лазерного гироскопа и исключается ошибка, связанная с дополнительной калибровкой.

Оптимальным значением амплитуды модуляции длительности Δt_мм полупериодов быстрой частотной подставки является:

При этом значении Δt_мм - амплитуда медленной знакопеременной частотной подставки А_мм, равняется в этом случае достигается наиболее эффективная десинхронизация [2].

Данный способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой позволяет упростить температурную калибровку амплитуды частотной подставки лазерного гироскопа за счет исключения необходимости калибровки амплитуды медленной знакопеременной частотной подставки.

Источники информации:

1. Пат.2651612 Российская федерация, МПК G01C 19/64. Способ измерения угловой скорости лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой / Ларионцев Е.Г., Савельев И.И., Грушин М.Е.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». - №2017110410; заявл. 17.03.29; опубл. 18.04.23.

2. Синельников, А.О. Влияние температуры внешней среды и саморазогрева на выходные характеристики зеемановских лазерных датчиков вращения: дис. канд. физ. мат. наук: 05.27.03: защищена 22.01.15 /. - М., 2016. - 120 с.

3. Пат.2685795 Российская федерация, МПК G01C 25/00. Способ компенсации влияния медленного меандра на показания лазерного гироскопа / Колбас Ю.Ю., Дронов И.В., Родионов М.И.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». - №2018129187; заявл. 18.08.10; опубл. 19.04.23.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа включает создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой, многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с периодом, кратным периоду быстрой частотной подставки, при этом медленную знакопеременную частотную подставку создают путем модуляции длительности полупериодов быстрой знакопеременной частотной подставки. Технический результат - упрощение температурной калибровки амплитуды частотной подставки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа, включающий создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой, многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с меньшей амплитудой и периодом, кратным периоду переключения частоты быстрой знакопеременной подставки, отличающийся тем, что медленную знакопеременную частотную подставку создают путем модуляции длительности полупериодов быстрой знакопеременной частотной подставки.

2. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа по п. 1, отличающийся тем, что амплитуду модуляции длительности Δt_мм полупериодов быстрой частотной подставки выбирают равной:

где Δt_мм - амплитуда модуляции длительности полупериодов быстрой частотной подставки;

А_бм - амплитуда быстрой частотной подставки.