基于模糊神经网络的光纤陀螺温度控制研究

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光纤陀螺作为捷联惯性导航系统中的关键部分之一,其优良的性能决定着整个惯性导航的精度。由于其自身结构的特点,光纤陀螺对温度的敏感性比较高,所以需采取必要的措施对温度进行相应的控制或补偿,以抑制温度对其输出的影响。根据实际应用的需求,本文采用温控方式对光纤陀螺进行控制。在分析和总结国内外研究学者研究成果的基础上,结合光纤陀螺的温度特性,对温度控制方法和硬件结构进行了深入研究,主要的研究内容如下:①系统总体设计部分:在分析光纤陀螺的工作原理和温度特性后,并依据系统的技术指标,提出了温度控制的整体设计方案。然后对系统设计中的硬件电路和软件设计进行了简单的概述,最后对系统采用的二级温控方案进行了具体的设计和介绍。②系统硬件电路设计部分:依据系统控制指标的要求,系统采取DSP6713+FPGA为硬件控制平台,并对系统硬件控制电路进行了设计。在数据采集方面,首先对DSP6713和FPGA常用的数据交换方式进行了对比,最后选用pingpong操作方式实现系统数据采集过程。③系统软件设计部分:在分析常用温度控制方法的基础上,本文采用了基于模糊神经网络的温度控制方式。设计了双输入单输出的模糊神经网络温控系统,并对反向学习过程进行论述。④在matlab上进行模糊神经网络的程序编写及系统仿真,分析了模糊神经网络学习过程中学习步长对输出精度的影响;并与传统PID控制方法做出对比,验证了模糊神经网络控制算法的可行性和优越性。最后,对光纤陀螺温度控制系统进行了常温测试与高低温测试,并进行了分析。本文提出了模糊神经网络的光纤陀螺的温度控制方法。通过实验表明,该方法满足系统的控制精度,加热时间小于20min,满足了系统的稳定性、实时性、精度等要求。
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