光线环绕制过程中的关键技术研究开题报告.docVIP

中 北 大 学 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 学 院、系： 专 业： 设 计 题 目： 指导教师: 2012 年 3 月 1 日  毕 业 设 计 开 题 报 告 光纤陀螺光路部分由宽谱光源、低噪声探测器光纤耦合器、多功能集成光学调制器和光纤环五种器件组成。光纤环由多圈光纤在特制的骨架上按特定的方式绕制而成，为光纤陀螺提供大等效面积的闭合光路，在增强Sagnac效应的同时，减小了陀螺的体积。光纤环的稳定性和抗干扰能力直接影响陀螺的性能，因此在光纤陀螺的研制过程中，有关环的研究一直是研究焦点之一。早在1980年D．M．Shupe就揭示了温度通过光纤环对陀螺性能的影响，并提出了解决思路，1983年，NicholaJ．Frigo提出了四极对称的绕环方法。这种绕环技术在一定程度上改善了光纤环的抗干扰能力及其温度性能，因而成为光纤环制作技术的经典方法。四极对称的绕环方法可很好地保证光纤环关于光纤中点的对称性，但操作相当复杂，在绕环过程中，须实时控制光纤的张力、减小其扭曲和微弯。但由于各种因素的影响，上述问题很难在绕制过程中得到完全控制。因此，绕制后的光纤环的性能检测和筛选是保证环质量的一个必要环节。一般情况下，可通过测量并对比绕前和绕后的光纤环的损耗和偏振串音变化来确定环的质量好坏，这是一种整体参数控制的办法，有相当的确定性，但它对产生上述参数的变化因素(局部应力变化、局部缺陷、整体性能下降等)无法确定。为此一种光学相干域的偏振测试技术被引入光纤的分布测量技术中，它可实现光纤环中偏振耦合的分布测量，可对光纤环，特别是保偏光纤环的质量 作出准确的评价，但由于此项技术难，成本高且实现和操作都较复杂，在国内还未真正使用。 实现保偏光纤的紧密绕制是保证光纤陀螺准确度的重要因素如光纤偏振度光纤长度光纤时域反应等实现光纤参数性能稳定是保证陀螺系统整体性能的主要因素因此我们研制了光纤绕制系统在本系统中采用单片机控制步进电机的方法来实现光纤环的准确绕制 1 机械结构示意图 在光纤绕制过程中既要控制光纤的张力使得光纤环的参数稳定又有平动和转动根据要求需要三个步进电机对绕制系图 1 统进行控制根据张力传感器的输出结果张力控制步进电机控制光纤圈的转动速度实现对光纤的张力控制平移步进马达根据螺杆的螺矩与光纤芯径的比例以及工作环的绕制速度来控制光纤环绕制平台的平移方向及速率根据机械结构的需要如图所示采用单片机完成对系统的控制硬件设计结构 单片机是具有很强的布尔处理能力在本系统中发挥了中枢作用它控制整个系统通过接口实现与计算机的通讯这样既可以在脱离计算机的情况下实现光纤线圈的绕制又可以在计算机的控制下实现规定的功能光纤绕制实行分时工作完全满足了其性能要求利用张力传感器以及转换装置实现光纤张力数字量的转化保证光纤陀螺的光纤参数如应力应变的稳定性键盘实现光纤芯径光纤环的参数图 设置同时利用液晶将设置的参量如光纤芯径光纤环厚度光纤环的圈数光纤环模式进行显示实现人机对话功能根据以上需要设计如图所示的硬件结构本系统具有体积小性能稳定的特点软件在本系统中起主要作用。软件根据光纤绕制模式主要完成整个系统的初始化以及整个系统的控制。液晶的初始化显示，光纤参数的设置，光纤环参数的设置，软件的掉电保护设计以及光纤模式设置等，并且在外界环境发生突然变化的情况下，可以迅速对整个系统进行控制，包括光纤参数的更改等。在设计过程中，采用模块化设计，如图3所示，在数 图 毕 业 设 计 开 题 报 告 指导教师意见： 光纤环是光纤陀螺仪的重要组成部分，光纤线圈结构和绕制工艺对光纤环的绕制非常重要。“光纤环绕制过程中的关键技术研究”选题符合专业研究方向，研究内容具有较深的探讨意义应用价值。 同学在开题报告的过程中，查阅了大量的相关文献资料，对。明确了论文的研究意义、研究方向及具体工作任务研究计划、工作进度切实可行；开题报告内容客观、思路清晰、格式规范；并能依据自己的思路对问题进行严谨的分析并能够流畅地表述；各项论据具有较强的说服力。 同意作为本科毕业生的开题报告。 螺杆 平移步进马达 光纤长度光电探测器 工作环绕制步进马达 绕制平台，可移动 光纤圈 张力控制步进电机 张力传感器 计算机 张力传感器 RS-232接口 A/D采样 MCU 隔离 驱动 液晶 键盘 步进电机 初始化 布尔量处理 A/D转换模块 主控制模块 键盘控制模块 马达控制模块 速度控制 液晶显示 数据处理 时序发送