تحليل المؤشرات الأساسية لجهاز التشغيل الجيروسكوبي بالألياف البصرية

تحليل المؤشرات الأساسية لجهاز التشغيل الجيروسكوبي بالألياف البصرية

1عدم التحيز والثبات

تعريف ومعنى

التحيز الصفري: السرعة الزاوية المكافئة للجهاز المتحرك عندما تكون السرعة الزاوية المدخلة صفرًا ، والتي تتوافق بشكل مثالي مع عنصر دوران الأرض.

استقرار الانحياز الصفري: درجة انتشار الانحياز الصفري (المعبر عنها بالانحراف المعياري) ، وهو المؤشر الأساسي للدقة، ويمكن للمنتجات الاستراتيجية أن تصل إلى 0.001°/h (1σ)

العوامل المؤثرة والتحسين

اضطراب درجة الحرارة: تؤدي التغيرات في درجة حرارة البيئة إلى تحول غير متبادل في مرحلة ملفات الألياف الضوئية.التي تحتاج إلى قمعها عن طريق التحكم في درجة الحرارة أو خوارزميات التعويض (التحرك)≤0.1°في منطقة درجة الحرارة بأكملها).

ضوضاء الاستقطاب: يتم اعتماد الألياف البصرية المحافظة على الاستقطاب وتكنولوجيا تصفية الاستقطاب للحد من تأثير تقلبات الاستقطاب على الانحياز الصفري.

2عامل المقياس والخطأ غير الخطي

المعايير الرئيسية

عامل المقياس: نسبة معدل الزاوية الخارجي والداخل ، تعكس الحساسية ، والخطأ غير الخطي لمنتجات درجة الملاحة هو≤50ppm (المقياس الكامل 300°/s).

الاستقرار: تتأثر بتغيرات درجة الحرارة و حالة الاستقطاب ، يجب التحقق من دقة التركيب الخطي عن طريق إدخال السرعة الزاوية الديناميكية.

التحقق الديناميكي من الأداء

اختبار استجابة عالية السرعة: ضمن نطاق السرعة الزاوية لدخول 0.1 ~ 1000°وقت الاستجابة هو≤1ms، وانحراف دقة التتبع هو≤±0.5٪

3..معامل الهجرة العشوائية وخصائص الضوضاء

تصنيف مؤشر الضوضاء

الرحلات العشوائية الزاوية (ARW): تعكس الضوضاء البيضاء السرعة الزاوية،≤0.0005°/√h بالنسبة للمنتجات ذات الدرجة الاستراتيجية.

كثافة الضوضاء المعدل: قوة الضوضاء لكل وحدة عرض النطاق الترددي، وARW هناك علاقة تحويل (القيمة النموذجية≤0.001°/ثانية/√هرتز).

مصدر الضوضاء

الإشعاع الفوتوني العفوي، ضوضاء دائرة الكشف، الاهتزاز الميكانيكي، وما إلى ذلك، تحتاج إلى الجمع بين المرشح الرقمي وتصميم مكافحة الاهتزاز للحد من التأثير.

4النطاق الديناميكي والحساسية

الحد الأدنى والحل

الحد الأدنى للسرعة الزاوية القابلة للكشف (المستوى الاستراتيجي)≤0.0001°/h).

الدقة: قياس الحساسية الإضافية، مرتبطة مباشرة بمستوى الضوضاء.

الحد الأقصى للسرعة الزاوية للدخول

نطاق ديناميكي نموذجي±1500°/s ، يدعم المناورات عالية السرعة للسيارة والتقاط السرعة الزاوية الفورية.

5التكيف مع البيئة

مجال الحرارة ومقاومة الاهتزاز

درجة حرارة التشغيل: -40°C إلى +85°C (المعيار العسكري) ، صفر تغيير التحيز≤0.1°/ ساعة بعد تعويض الانحراف الحراري

مقاومة الاهتزازات: تقلبات الخروج≤0.03°/s تحت الاهتزاز المحوري 3g RMS (10Hz ~ 2000Hz).

التوافق الكهرومغناطيسي

يتم اعتماد حزمة محمية وتصميم دائرة مضادة للتشويش للحفاظ على إنتاج ثابت تحت قوة الحقل 100kV / m.

6مقارنة تصنيف الأداء النموذجي

مستوى الأداء استقرار صفر التحيز (°/ح) معامل التشرد العشوائي (°/√(ح) سيناريو التطبيق

الدرجة التكتيكية≤0.01≤0.01 الملاحة بدون طيار

درجة الملاحة≤0.001≤0.001 توجيهات الحصانة في الغواصات

المستوى الاستراتيجي≤0.0001≤0.0005 توجيه الصواريخ الدولية

7تقنية تعويض الأخطاء

التحكم الرقمي بالكامل في الحلقة المغلقة

بناءً على بنية FPGA + ASIC ، تصحيح في الوقت الحقيقي لخطأ المسار الضوئي غير الخطي لتحسين استقرار التحيّز الصفري والاستجابة الديناميكية.

الاندماج متعدد المستشعرات

دمج أجهزة استشعار درجة الحرارة والاهتزاز، تعويض في الوقت الحقيقي من الاضطرابات البيئية من خلال تصفية كالمان (خطأ متكامل≤0.0015°/h).

معايير الاختبار والتحقق

ألان أنوفا: تستخدم لتحديد مستوى استقرار الالتواء الصفري و معامل التشرد العشوائي.

المعايرة الديناميكية: يتم دمجها مع الجدول الدوار عالي الدقة لمحاكاة ظروف العمل الفعلية ، للتحقق من خطأ عامل المقياس ودقة التتبع.

من خلال تحسين وتحقق من المؤشرات الأساسية المذكورة أعلاه، حقق الجيروسكوب الألياف البصرية اختراقات تكنولوجية في مجالات الملاحة عالية الدقة،توجيه الأسلحة الاستراتيجية، وما إلى ذلك، واستبدلت تدريجيا الجيروسكوب الميكانيكي التقليدي.