Антивибрационное проектирование волоконно-оптического гироскопа
22 мая 2026Антивибрационное проектирование волоконно-оптического гироскопа является типичной инженерной задачей оптимизации, требующей согласованной работы в механической конструкции, проектировании оптического тракта и обработке сигналов. Современное основное решение заключается в физической изоляции вибраций, подавлении источников ошибок в оптическом тракте и фильтрации остаточного шума алгоритмами, тем самым формируя полноценную антивибрационную систему.
На уровне источника света и волоконной катушки конструкция волоконной катушки оптимизируется за счет применения квадрупольной симметричной намотки, низконапряженной технологии намотки, а также оптимизации выбора клея и процесса отверждения для повышения жесткости катушки и ее устойчивости к деформации.
На уровне внутренней конструкции и упаковки для изготовления каркаса катушки и оптической платформы применяются материалы с низким коэффициентом теплового расширения и высокой жесткостью, такие как керамика и инвар, а способы монтажа оптических компонентов, включая источник света, ответвитель, модулятор и детектор, оптимизируются для снижения микросмещений. Одновременно вокруг ключевых чувствительных внутренних узлов гироскопа, например волоконной катушки, проектируются локальные демпфирующие структуры, такие как резиновые прокладки, силиконовое заполнение или микроизоляторы вибрации.
На уровне обработки сигналов активный температурный контроль используется для стабилизации температуры источника света и ключевых оптических компонентов, тем самым уменьшая температурный дрейф. Замкнутый контур обратной связи оптимизируется для повышения устойчивости и помехоустойчивости контура управления. Для подавления вибрационного шума в процессе обработки сигналов применяются методы цифровой фильтрации, такие как режекторные или адаптивные фильтры, рассчитанные на определенные частоты вибрации. Кроме того, посредством моделирования и компенсации ошибок строится математическая модель, например полиномиальная или на базе нейронной сети, которая связывает вибрацию по ускорению и частоте с выходной ошибкой, что позволяет реализовать компенсацию на выходе в реальном времени.