闭环光纤陀螺数字信号处理设计与实现

"闭环光纤陀螺数字信号处理设计方案" 本文详细探讨了闭环光纤陀螺的工作原理及其数字信号处理的设计。光纤陀螺（Optical Fiber Gyroscope, OFG）基于Sagnac效应，这是一种利用光在封闭光纤环路中相位差的物理现象来检测旋转速率的传感器。当光纤环路旋转时，光在两个相反方向上传播，由于相对论效应，两束光的相位会有所不同，这种相位差可以被转换为旋转速率的测量值。 在TI公司的16位高性能数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）TMS320VC5402基础上，文章构建了一个全数字闭环光纤陀螺系统。DSP是信号处理的核心，能够进行快速的数学运算，从而实时处理来自光纤陀螺的数据。该系统涵盖了数据采集和处理的全过程，确保了测量的准确性和稳定性。 在信号处理方面，文章提出了一种创新的方法，即结合混沌系统理论和互相关原理。混沌系统理论用于分析复杂、非线性的信号行为，而互相关则用于检测信号间的相似性，即使在噪声背景中也能识别微弱的信号。通过这些算法，文章实现了掩埋在噪声中的微弱信号的有效提取和优化，提高了信号处理的灵敏度和抗干扰能力。 关键词：Sagnac效应、光纤陀螺、DSP、信号处理、混沌。这些关键词揭示了研究的核心内容，包括基本的物理原理、关键的技术组件、信号处理技术以及混沌理论在提高系统性能上的应用。 中国的光纤陀螺技术已经取得了显著进展，成功研发出中低精度（0.1~10°/h）的产品。文章的这部分内容表明，尽管在这一领域已经取得了一定成就，但仍然需要通过改进信号处理技术来提升测量精度和稳定性，这也是本研究论文的重点所在。 这篇研究论文深入研究了闭环光纤陀螺的数字信号处理策略，旨在通过先进的算法和硬件平台提高传感器的性能，对于现代电子技术和光纤传感技术的发展具有重要意义。通过混沌系统与互相关方法的结合，为在噪声环境中提取和优化微弱信号提供了新的思路，这对于未来光纤陀螺在导航、航空航天、军事以及其他高精度应用中的广泛应用具有潜在价值。