gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2015.23.1.043-060gyroscopy-388Research ArticleСтатьиО новых путях совершенствования волоконно-оптических гироскопов с открытым и закрытым контуром обратной связиКурбатовА. М.

Курбатов Александр Михайлович, заместитель главного конструктора по ВОГ

Филиал ФГУП ЦЭНКИ «НИИ ПМ им. акад. В. И. Кузнецова» (Москва).Russian Federation2015181220252314360Copyright © Курбатов А.М., 20252025Курбатов А.М.Курбатов А.М.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/388

Описана концепция построения волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) с открытым контуром и цифровым выходом, обладающий повышенной стабильностью масштабного коэффициента. Стабильность масштабного коэффициента ВОГ с открытым контуром достигается стабилизацией амплитуды сигнала вращения и глубины фазовой модуляции. Описаны ВОГ с закрытыми первым и вторым контурами обратной связи и способ устранения зоны нечувствительности в нем. Описан также способ уменьшения времени выхода на рабочий режим ВОГ как с открытым первым контуром, так и с закрытыми контурами обратной связи путем коррекции их выходной характеристики. В качестве дальнейшей перспективы повышения точности ВОГ предложен метод компенсации паразитных эффектов в фазовых модуляторах интегрально-оптической схемы.

 

The article describes an open-loop fiber-optic gyro (FOG) with digital output and high scale factor stability. This is achieved by stabilization of rotation signal amplitude and phase modulation depth. The article studies the FOG with two closed feedback loops; the method to suppress the deadband is considered. The article de-scribes the method of reducing the time required to start operation of the FOG with both open primary loop and closed feedback loops by means of their output characteristic correction. A method of compensating the parasitic effect in phase modulators of optical ICs is proposed as the further prospect for improving the FOG accuracy.

Волоконно-оптический гироскопоткрытый и закрытый контуры обратной связизона нечувствительностифазовая модуляция.Fiber-optic gyro (FOG)scale factor stabilityfeedback loopsparasitic effect compensationReferencesMoslehi, B.M., Yahalom, R., Faridian, F. et al. Compact and robust open-loop fiber-optic gyroscope for application in harsh environment // Proc. SPIE. 2010. v. 7817. p. 78170-Q.Moslehi, B.M., Yahalom, R., Faridian, F. et al. Compact and robust open-loop fiber-optic gyroscope for application in harsh environment // Proc. SPIE. 2010. v. 7817. p. 78170-Q.Lefevre, H.C., Graindorge, Ph., Arditty H.J. et al. Double closed-loop hybrid fiber gyroscope using digital phase ramp // Optical Fiber Sensors (OFS), 1985, San Diego, CA, January 1, Post Deadline. p. PDS7-1.Lefevre, H.C., Graindorge, Ph., Arditty H.J. et al. Double closed-loop hybrid fiber gyroscope using digital phase ramp // Optical Fiber Sensors (OFS), 1985, San Diego, CA, January 1, Post Deadline. p. PDS7-1.Pavlath, G. A. Closed-loop fiber optic gyros // Proc. SPIE. - 1996. - Vol. 2837. - P. 46.Pavlath, G. A. Closed-loop fiber optic gyros // Proc. SPIE. - 1996. - Vol. 2837. - P. 46.Nayak J. Fiber-optic gyroscopes: from design to production [invited] // Applied Optics. 2011. v. 50, № 25, p. E152.Nayak J. Fiber-optic gyroscopes: from design to production [invited] // Applied Optics. 2011. v. 50, № 25, p. E152.Курбатов А. М., Курбатов Р.А. Пути повышения точности волоконно-оптических гироскопов. // Гироскопия и навигация. - 2012. - №1. - С. 102.Курбатов А. М., Курбатов Р.А. Пути повышения точности волоконно-оптических гироскопов. // Гироскопия и навигация. - 2012. - №1. - С. 102.Курбатов, А.М. Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа // Патент РФ № 2130587, приоритет от 18.04.1996.Курбатов, А.М. Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа // Патент РФ № 2130587, приоритет от 18.04.1996.Mark J., Tazartes D. Random overmodulation for fiber optic gyros // 5-th International Conference On Integrated Navigation Systems, Saint Petersburg. 1998. P. 226.Mark J., Tazartes D. Random overmodulation for fiber optic gyros // 5-th International Conference On Integrated Navigation Systems, Saint Petersburg. 1998. P. 226.Курбатов, А.М. Способ устранения зоны нечувствительности в волоконно-оптическом гироскопе // Патент РФ №2472111. приоритет от 17.06.2011.Курбатов, А.М. Способ устранения зоны нечувствительности в волоконно-оптическом гироскопе // Патент РФ №2472111. приоритет от 17.06.2011.Курбатов, А.М., Курбатов, Р.А. Вибрационная ошибка угловой скорости волоконно-оптического гироскопа и методы ее подавления // Радиотехника и Электроника. - 2013. - Т. 58. № 8. - С. 842.Курбатов, А.М., Курбатов, Р.А. Вибрационная ошибка угловой скорости волоконно-оптического гироскопа и методы ее подавления // Радиотехника и Электроника. - 2013. - Т. 58. № 8. - С. 842.Graindorge, P., les Hammeaux, M., H. Arditty, H., Le Roi, M., Lefevre, H.C. Device for measuring a nonreciprocal phase shift produced in a closed-loop interferometer // 1987. US Patent no. 4,705,399.Graindorge, P., les Hammeaux, M., H. Arditty, H., Le Roi, M., Lefevre, H.C. Device for measuring a nonreciprocal phase shift produced in a closed-loop interferometer // 1987. US Patent no. 4,705,399.Grollman, P. Fiber optic Sagnac interferometer with digital phase ramp resetting // 1992. US Pat-ent no. 5,116,127.Grollman, P. Fiber optic Sagnac interferometer with digital phase ramp resetting // 1992. US Pat-ent no. 5,116,127.Spahlinger, G. Fiber optic Sagnac interferometer with digital phase ramp resetting via correlation-free demodulator control // 1992. US Patent no. 5,123,741.Spahlinger, G. Fiber optic Sagnac interferometer with digital phase ramp resetting via correlation-free demodulator control // 1992. US Patent no. 5,123,741.Курбатов А. М. Способ компенсации разности фаз Саньяка в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа // Патент РФ № 2146807, приоритет от 02.03.1998.Курбатов А. М. Способ компенсации разности фаз Саньяка в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа // Патент РФ № 2146807, приоритет от 02.03.1998.Bergh R. A. Dual-ramp closed-loop fiber-optic gyroscope // Proc. SPIE. 1989. v. 1169. p. 429.Bergh R. A. Dual-ramp closed-loop fiber-optic gyroscope // Proc. SPIE. 1989. v. 1169. p. 429.Burns W. K., Moeller R. P. Observation of coherence effects in a quasi-monochromatic fiber-optic gyroscope // Journal of Lightwave Technology. - 1987. Vol. LT-5. no. 7. – P. 1024.Burns W. K., Moeller R. P. Observation of coherence effects in a quasi-monochromatic fiber-optic gyroscope // Journal of Lightwave Technology. - 1987. Vol. LT-5. no. 7. – P. 1024.Yi, X., Wen, X. Y-integrated optic chip (Y-IOC) applied in fiber optic gyro // Proc. SPIE. 2006. v. 6344. p. 63440U-1.Yi, X., Wen, X. Y-integrated optic chip (Y-IOC) applied in fiber optic gyro // Proc. SPIE. 2006. v. 6344. p. 63440U-1.Kovacs, R. A. Fiber optic angular rate sensor including arrangement for reducing output signal distortion // 1995. US Patent no. 5,430,545.Kovacs, R. A. Fiber optic angular rate sensor including arrangement for reducing output signal distortion // 1995. US Patent no. 5,430,545.Hollinger, W.P., Covacs, R.A. Tuned integrated optic modulator on a fiber optic gyroscope // 1996. US Patent no. 5,504,580.Hollinger, W.P., Covacs, R.A. Tuned integrated optic modulator on a fiber optic gyroscope // 1996. US Patent no. 5,504,580.Greening, T.C., Khari, S.H., Newlin, M.P. Minimal bias switching for fiber optic gyroscope // 2008. US Patent no. 7,336,364.Greening, T.C., Khari, S.H., Newlin, M.P. Minimal bias switching for fiber optic gyroscope // 2008. US Patent no. 7,336,364.Курбатов, А.М., Курбатов, Р.А. Способ уменьшения времени точностной готовности волоконно-оптического гироскопа // Патент РФ №2512598, приоритет от 24.10.2012.Курбатов, А.М., Курбатов, Р.А. Способ уменьшения времени точностной готовности волоконно-оптического гироскопа // Патент РФ №2512598, приоритет от 24.10.2012.Liu, R.Y., El-Wailly, T. F., Dankwort, R.C. Test results of Honeywell’s first generation, high-performance interferometric fiber-optic gyroscope. // Proc. SPIE. 1991. v. 1585. p. 262.Liu, R.Y., El-Wailly, T. F., Dankwort, R.C. Test results of Honeywell’s first generation, high-performance interferometric fiber-optic gyroscope. // Proc. SPIE. 1991. v. 1585. p. 262.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.