【摘 要】
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激光陀螺作为捷联式惯性导航系统中的核心元件,具有精度高、动态范围大、可靠性高、耐振动冲击等诸多优点,在航天航空等领域具有广泛的应用前景。激光陀螺闭锁效应是影响其精度的主要原因,实验中所发现的双纵模自偏频效应可以很好的规避锁区问题。本文从理论研究上探索双纵模自偏频的机理,获得自偏频稳定工作条件,为双纵模自偏频激光陀螺的工程化应用提供理论指导,具体研究内容如下:1.研究了激光陀螺基本工作原理,分析了激
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激光陀螺作为捷联式惯性导航系统中的核心元件,具有精度高、动态范围大、可靠性高、耐振动冲击等诸多优点,在航天航空等领域具有广泛的应用前景。激光陀螺闭锁效应是影响其精度的主要原因,实验中所发现的双纵模自偏频效应可以很好的规避锁区问题。本文从理论研究上探索双纵模自偏频的机理,获得自偏频稳定工作条件,为双纵模自偏频激光陀螺的工程化应用提供理论指导,具体研究内容如下:1.研究了激光陀螺基本工作原理,分析了激光陀螺的主要误差源,重点分析了激光陀螺的闭锁效应,在此基础上通过激光三阶微扰理论获得了激光陀螺在双纵模工作模式下的数学模型和Lamb系数计算方法;2.在Simulink中搭建仿真平台,对激光陀螺在双纵模工作下的Lamb系数进行仿真分析,获得了激光陀螺能够产生双纵模自偏频现象的必要条件;模拟了双纵模激光陀螺光强调谐曲线并分析了双纵模调谐的特点;基于龙格-库塔算法求解了激光陀螺在双纵模工作模式下的自洽方程组,获得激光陀螺在双纵模工作模式下的光强、输入角速度和输出角速度的工作特性,并分别分析了激光陀螺的谐振腔腔长、调谐频率和相对激发度对双纵模自偏频现象产生的影响;3.在激光陀螺双纵模自偏频实验中对理论分析结果进行初步验证。通过光强调谐特性实验得到了光强调谐曲线;对光强调谐范围内的锁区阈值进行实验测试,通过实验数据分析了稳频电压对激光陀螺锁区和自偏频量的影响。本文利用双纵模自偏频效应消除激光陀螺锁区,在实验中能够产生稳定的双纵模自偏频现象,这对研制零锁区激光陀螺具有重要参考价值。
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