基于自抗扰控制与锁相环的核磁共振陀螺仪闭环控制系统设计

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作者 翟长伟 仰燕兰 +2 位作者 王翔宇 傅启 牛丹 《工业控制计算机》 2025年第1期7-9,共3页

闭环控制设计是核磁共振陀螺仪系统设计的关键环节之一。基于锁相环实现对核磁共振陀螺仪系统的闭环控制,并分别采用基于PI控制的环路滤波器与基于自抗扰控制的环路滤波器,设计了两种不同结构的锁相环。经过仿真验证,两种锁相环均能跟... 闭环控制设计是核磁共振陀螺仪系统设计的关键环节之一。基于锁相环实现对核磁共振陀螺仪系统的闭环控制,并分别采用基于PI控制的环路滤波器与基于自抗扰控制的环路滤波器,设计了两种不同结构的锁相环。经过仿真验证,两种锁相环均能跟踪陀螺仪跟随载体的转动角速度,其中基于自抗扰控制技术的锁相环具有更好的动态性能与准确性。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺仪 闭环控制 锁相环 自抗扰

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微型核磁共振陀螺磁屏蔽桶设计与研制

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作者 邓东阁 冯畅 +1 位作者 朱明智 汪宝旭 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期130-136,共7页

磁屏蔽桶可屏蔽外界时空变化磁场对核磁共振陀螺工作磁场的干扰,是核磁共振陀螺不可或缺的重要组件。为减小孔洞及缝隙等不连续结构对小体积磁屏蔽桶屏蔽效果的影响,研究了适用于多孔洞不连续屏蔽桶屏蔽系数计算的磁路法和有限元法,提... 磁屏蔽桶可屏蔽外界时空变化磁场对核磁共振陀螺工作磁场的干扰,是核磁共振陀螺不可或缺的重要组件。为减小孔洞及缝隙等不连续结构对小体积磁屏蔽桶屏蔽效果的影响,研究了适用于多孔洞不连续屏蔽桶屏蔽系数计算的磁路法和有限元法,提出了联合解析法、磁路法和有限元法的小型多孔洞高效能屏蔽桶设计方法,该方法采用解析法确定外形尺寸,基于磁路法确定连接方式,利用有限元法确定缝隙精细尺寸,基于该方法,完成了50 cm 3级磁屏蔽桶设计、研制及屏蔽系数测试,实测屏蔽系数优于104,与设计结果较吻合,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺 磁屏蔽桶 屏蔽系数 优化设计

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一种核磁共振陀螺横向磁场线圈耦合标定方法

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作者 张昊 岳亚洲 +1 位作者 雷兴 马圣杰 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期97-102,共6页

磁场线圈是核磁共振陀螺磁场系统的核心部件,是惰性气体磁共振激励维持、主动磁补偿的核心部件。横向磁场线圈的耦合对磁补偿精度与磁共振激励都有较大影响。因此,横向磁场线圈的耦合标定尤为重要。为解决上述问题,提出了一种基于核磁... 磁场线圈是核磁共振陀螺磁场系统的核心部件,是惰性气体磁共振激励维持、主动磁补偿的核心部件。横向磁场线圈的耦合对磁补偿精度与磁共振激励都有较大影响。因此,横向磁场线圈的耦合标定尤为重要。为解决上述问题,提出了一种基于核磁共振陀螺内置磁力仪的横向磁场线圈耦合标定方法,通过理论仿真和实验设计,验证了其正确性与可行性。实验结果表明,采用所提出的耦合标定方法对X轴对Y轴耦合和Y轴对X轴耦合进行标定,分别为1.86%和3.11%。通过旋转线圈改变装配角度,表明此方法在较小旋转角度时,测量结果不受装配误差的影响。通过标定同一批次的5只线圈,根据结果从中选取耦合较小的线圈进行装配,为核磁共振陀螺线圈的筛选奠定了基础。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺仪 碱金属磁力仪 磁场线圈 磁场线圈耦合 横向磁场线圈耦合标定

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光电技术类专业课程混合式教学探索——以核磁共振陀螺实验课程为例

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作者 江奇渊 张燚 +3 位作者 孙兵锋 汪之国 袁杰 谭中奇 《教育进展》 2024年第1期1097-1102,共6页

本文以核磁共振陀螺实验课程为例,针对光电技术类专业课程开展混合式教学模式改革探索,借助数字孪生、人工智能等现代信息技术手段从教学内容、教学方法、教学评估三个方面进行了课程的优化设计,同时展望了其与《激光物理》等传统光电... 本文以核磁共振陀螺实验课程为例,针对光电技术类专业课程开展混合式教学模式改革探索,借助数字孪生、人工智能等现代信息技术手段从教学内容、教学方法、教学评估三个方面进行了课程的优化设计,同时展望了其与《激光物理》等传统光电技术类专业课程的课程群建设方案。通过线上线下、虚实结合的混合式教学模式改革,可以培养学生的实践探索与自主创新能力,也可为光电技术类其它专业课程的优化改进提供参考。 展开更多

关键词 混合式教学 核磁共振陀螺 光电技术

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基于Rb-Xe体系核磁共振陀螺仪的Xe极化场测量方法

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作者 王柯穆 孙兵锋 +3 位作者 熊志强 邓敏 汪之国 罗晖 《飞控与探测》 2024年第2期88-93,共6页

核磁共振陀螺仪具有小体积、高精度、低功耗等优点,是未来高精度微小型陀螺的主要发展方向之一。原子气室内Xe核自旋的极化是衡量原子气室性能的一个重要参数,直接影响陀螺的角随机游走,因此准确快速地测量极化场有利于研制性能更优的... 核磁共振陀螺仪具有小体积、高精度、低功耗等优点,是未来高精度微小型陀螺的主要发展方向之一。原子气室内Xe核自旋的极化是衡量原子气室性能的一个重要参数,直接影响陀螺的角随机游走,因此准确快速地测量极化场有利于研制性能更优的原子气室。为了实现Rb-Xe体系的核磁共振陀螺仪快速、原位测量Xe的极化场,提出了利用Rb电子顺磁共振频移测量Xe极化场的方法。通过激励磁场翻转Xe极化场,推导了估算Xe极化场的简单公式。实验测量了在典型核磁共振陀螺仪装置中,10nT量级的Xe极化场,结果与理论计算相符。表明这种方法能够快速有效地在核磁共振陀螺仪原位测量Xe的极化场。 展开更多

关键词 Xe极化场 原位测量 电子顺磁共振 核磁共振陀螺仪 极化场旋转

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核磁共振陀螺仪研究进展 被引量：9

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作者 程翔 刘华 +4 位作者 王昢 王帝 李绍良 赵万良 成宇翔 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第9期605-611,共7页

核磁共振陀螺(NMRG)是基于量子原理的陀螺仪,具有高精度、体积小、抗干扰能力强等特点,是陀螺仪发展的重点方向之一。简要回顾了核磁共振陀螺的发展历史,介绍了20世纪有代表性的研究成果。叙述了核磁共振陀螺的基本工作原理和硬件系统... 核磁共振陀螺(NMRG)是基于量子原理的陀螺仪,具有高精度、体积小、抗干扰能力强等特点,是陀螺仪发展的重点方向之一。简要回顾了核磁共振陀螺的发展历史,介绍了20世纪有代表性的研究成果。叙述了核磁共振陀螺的基本工作原理和硬件系统构成。按照4种不同的技术路径:微型核磁共振陀螺、无自旋弛豫交换(SERF)核自旋陀螺、芯片级组合原子导航仪和基于金刚石氮空位的核磁共振陀螺,重点阐述近年来国外研究机构在核磁共振陀螺研究领域取得的最新成果,之后再介绍了近年来国内研究机构取得的主要研究成果。最后总结了核磁共振陀螺技术的最新发展趋势。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺(nmrg) 原子自旋 原子陀螺 微陀螺仪 量子原理

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核磁共振陀螺仪分析及发展方向 被引量：12

7

作者 程向红 陈红梅 +1 位作者 周雨青 万德钧 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第6期86-90,共5页

论述了核磁共振陀螺仪的基本原理,跟踪了国际上几种核磁共振陀螺仪,重点讨论了最有前景的低温超导核磁共振陀螺仪。随着低温和超导量子干涉仪与核磁共振技术的结合,将突破核磁共振陀螺仪的微弱信号提取等关键技术难点,指出了低温超导核... 论述了核磁共振陀螺仪的基本原理,跟踪了国际上几种核磁共振陀螺仪,重点讨论了最有前景的低温超导核磁共振陀螺仪。随着低温和超导量子干涉仪与核磁共振技术的结合,将突破核磁共振陀螺仪的微弱信号提取等关键技术难点,指出了低温超导核磁共振陀螺仪是核磁共振陀螺仪的发展方向,其精度高,寿命长等优点将带来可观的前景。 展开更多

关键词 陀螺仪 核磁共振 低温超导 陀螺仪发展 超导量子干涉仪

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核磁共振陀螺中原子气室温度场的研究 被引量：12

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作者 易鑫 汪之国 +2 位作者 夏涛 徐迪 杨开勇 《中国光学》 EI CAS CSCD 2016年第6期671-677,共7页

为研究核磁共振陀螺中加热机构对原子气室性能的影响,设计了5种典型加热方式。利用有限元分析软件ANSYS建立了原子气室的温度场模型,给出了原子气室表面的稳态温度场分布情况。同时设计了探测精度为0.01℃的测温电路,对原子气室表面不... 为研究核磁共振陀螺中加热机构对原子气室性能的影响,设计了5种典型加热方式。利用有限元分析软件ANSYS建立了原子气室的温度场模型,给出了原子气室表面的稳态温度场分布情况。同时设计了探测精度为0.01℃的测温电路,对原子气室表面不同位置的温度进行监控,获得了不同加热方式下原子气室表面的温度变化情况。将仿真和实验结果进行比较,发现误差在5%之内,验证了仿真模型的正确性。综合仿真和实验结果比较了不同加热方式下原子气室表面温度分布情况,获得了能够使原子气室表面温度分布最均匀的加热方式。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺 原子气室 加热机构 温度场

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核磁共振陀螺仪研究进展 被引量：7

9

作者 陈颖 刘占超 刘刚 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1017-1023,共7页

核磁共振陀螺仪(NMRG)是基于量子原理的、目前世界上体积最小的导航级陀螺仪,具有加速度不敏感、抗干扰能力强且没有运动部件等优势,有望在与微机电陀螺仪同等体积、成本下达到光学陀螺仪的精度,受到了国内外广泛关注.介绍了核磁共振陀... 核磁共振陀螺仪(NMRG)是基于量子原理的、目前世界上体积最小的导航级陀螺仪,具有加速度不敏感、抗干扰能力强且没有运动部件等优势,有望在与微机电陀螺仪同等体积、成本下达到光学陀螺仪的精度,受到了国内外广泛关注.介绍了核磁共振陀螺仪基于核磁共振技术的基本工作原理,然后回顾了核磁共振陀螺仪自20世纪60年代起的发展历史,重点分析了21世纪以来国内外研究机构在核磁共振陀螺领域取得的重大研究成果,并对国内外核磁共振陀螺仪的最新研究进展进行了跟踪,美国Northrop Grumman公司已经率先研制出了面向军事领域的微小型导航级核磁共振陀螺仪.最后对核磁共振陀螺仪未来发展的方向进行展望,将进一步向高精度、低成本和小体积方向发展,同时分析了核磁共振陀螺可能应用前景,将广泛应用于民用领域以及军用领域. 展开更多

关键词 核磁共振陀螺仪 原子陀螺仪 微陀螺仪 惯性导航 量子原理

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核磁共振陀螺多层磁屏蔽系统优化设计 被引量：18

10

作者 李攀 刘元正 王继良 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期383-389,共7页

核磁共振陀螺是目前世界上体积最小的导航级陀螺。由于核磁共振陀螺通过探测原子核的宏观磁化在静磁场中的进动频率来测量载体的角速度,为获得高精度与大动态范围,需要确保静磁场的稳定性,防止外部磁场的干扰,所以必须对核磁共振陀螺进... 核磁共振陀螺是目前世界上体积最小的导航级陀螺。由于核磁共振陀螺通过探测原子核的宏观磁化在静磁场中的进动频率来测量载体的角速度,为获得高精度与大动态范围,需要确保静磁场的稳定性,防止外部磁场的干扰,所以必须对核磁共振陀螺进行磁屏蔽。从核磁共振陀螺磁屏蔽原理出发,通过数学计算和计算机仿真,分析和研究了多层磁屏蔽罩结构参数对磁屏蔽系数的影响,并对核磁共振陀螺磁屏罩进行了优化设计。设计的多层磁屏蔽罩磁屏蔽系数达到了106,满足核磁共振陀螺的使用需求。该工作为核磁共振陀螺仪的整体设计和制造提供了一定的理论依据和参考价值。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺仪 多层磁屏蔽 优化设计

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低温超导核磁共振陀螺仪模型 被引量：5

11

作者 陈红梅 程向红 员亚利 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第2期228-232,共5页

建立了单工作物质的三自由度3He低温超导核磁共振陀螺仪结构;利用了量子力学和经典动力学,经过严密的力学分析和数学演算,给出了三轴陀螺仪的工作原理和结构示意图;针对陀螺仪的交叉轴角速率耦合问题,给出了附加磁场线圈解耦法和冗余设... 建立了单工作物质的三自由度3He低温超导核磁共振陀螺仪结构;利用了量子力学和经典动力学,经过严密的力学分析和数学演算,给出了三轴陀螺仪的工作原理和结构示意图;针对陀螺仪的交叉轴角速率耦合问题,给出了附加磁场线圈解耦法和冗余设计结构,最后建立了基于超导量子干涉仪探测磁矩,并采用最小二乘估计法来推导陀螺进动频率。陀螺仪测速范围可以达到10-9～103 rad/s,漂移为10-4(°)/h。该陀螺仪结合低温超导技术具有高精度的前景。需要进一步对超导量子干涉磁矩检测仪的精度与陀螺性能进行研究。 展开更多

关键词 核磁共振 陀螺仪 模型 磁矩 低温超导

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核磁共振陀螺仪泵浦光频率波动抑制 被引量：6

12

作者 王学锋 周维洋 +1 位作者 邓意成 刘院省 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期236-239,共4页

核磁共振陀螺仪利用原子核自旋磁矩在静磁场中进动频率的不变性敏感载体转动信息。针对泵浦激光频率漂移影响核磁共振陀螺仪性能的问题,研究了泵浦激光频率漂移影响核磁共振陀螺仪性能机理和抑制方法。通过分析核磁共振陀螺仪理论输出... 核磁共振陀螺仪利用原子核自旋磁矩在静磁场中进动频率的不变性敏感载体转动信息。针对泵浦激光频率漂移影响核磁共振陀螺仪性能的问题,研究了泵浦激光频率漂移影响核磁共振陀螺仪性能机理和抑制方法。通过分析核磁共振陀螺仪理论输出的数学模型和自旋光泵极化^(129)Xe核子的过程,阐明了泵浦激光频率波动对陀螺仪性能影响的机理。分析表明,为了获得更高的碱金属极化率和稳定性,从而得到更好的陀螺仪零偏稳定性,需要将泵浦光的频率稳定在^(87)Rb的原子的共振跃迁频率处。采用波长调制法实现了泵浦光频率的稳定控制。通过实验对比发现:稳频使得陀螺仪的零偏稳定性从389.68(°)/h(1σ)降低至40.74(°)/h(1σ),降低了89.5%。因而得出结论:抑制泵浦激光频率的漂移可以有效提高核磁共振陀螺仪的性能,主要体现在陀螺仪的零偏稳定性上。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺仪 零偏稳定性 波长调制稳频 泵浦光

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核磁共振微陀螺的现状与发展 被引量：11

13

作者 李攀 刘元正 王继良 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第12期769-774,785,共7页

基于核磁共振的微型陀螺仪以其小体积、低功耗、低成本等优势成为了惯性传感器领域新的研究热点。回顾了核磁共振陀螺仪的发展历程,并跟踪了国际上基于核磁共振的微型陀螺仪的最新研究动态。从核磁共振、光抽运和自旋交换碰撞三个方面... 基于核磁共振的微型陀螺仪以其小体积、低功耗、低成本等优势成为了惯性传感器领域新的研究热点。回顾了核磁共振陀螺仪的发展历程,并跟踪了国际上基于核磁共振的微型陀螺仪的最新研究动态。从核磁共振、光抽运和自旋交换碰撞三个方面介绍了核磁共振微陀螺的理论基础和主要涉及的物理效应。针对核磁共振微陀螺的不同结构对其进行分类,并从工作原理和性能参数等方面分别进行了阐述。最后,分析了核磁共振微陀螺的应用领域,对其发展趋势和实际应用所面临的挑战进行了展望,并指出磁抑制和磁屏蔽技术将会成为制约核磁共振微陀螺实际应用的难点。 展开更多

关键词 微型陀螺仪 核磁共振(NMR) 原子自旋 原子传感器 微电子机械系统(MEMS)

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核磁共振陀螺磁屏蔽罩内静磁场系统优化设计 被引量：3

14

作者 李攀 刘元正 +1 位作者 严吉中 张伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期381-385,391,共6页

核磁共振陀螺作为目前世界上体积最小的导航级陀螺,受到了国内外的广泛重视。为获得高精度与大动态范围,核磁共振陀螺通常工作在磁屏蔽罩中。根据静磁场的惟一性定理,磁力线会在磁屏蔽罩表面反射,从而影响核磁共振陀螺静磁场区域的磁场... 核磁共振陀螺作为目前世界上体积最小的导航级陀螺,受到了国内外的广泛重视。为获得高精度与大动态范围,核磁共振陀螺通常工作在磁屏蔽罩中。根据静磁场的惟一性定理,磁力线会在磁屏蔽罩表面反射,从而影响核磁共振陀螺静磁场区域的磁场均匀性。从核磁共振陀螺静磁场分布的理论分析出发,通过数学计算和计算机仿真,分析和研究了磁屏蔽罩对静磁系统的影响,通过综合调整螺线管与屏蔽罩的交互参数,对静磁系统进行了优化设计,同时还确认了螺线管加工误差对系统性能的影响。设计的核磁共振陀螺静磁系统磁场优于1.11×10^(–5),较优化前提高至少一个数量级,满足核磁共振陀螺的使用需求。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺仪 磁屏蔽罩 静磁场系统 磁场均匀性

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核磁共振陀螺静磁系统端口漏磁抑制技术 被引量：3

15

作者 李攀 刘元正 王继良 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期56-62,共7页

核磁共振陀螺作为目前世界上体积最小的导航级陀螺,受到了国内外的广泛重视。核磁共振陀螺通过检测磁场中原子核自旋进动频率的改变确定载体角速度,核磁共振陀螺的陀螺精度与静磁场的均匀性、稳定性密切相关。然而核磁共振陀螺静磁系统... 核磁共振陀螺作为目前世界上体积最小的导航级陀螺,受到了国内外的广泛重视。核磁共振陀螺通过检测磁场中原子核自旋进动频率的改变确定载体角速度,核磁共振陀螺的陀螺精度与静磁场的均匀性、稳定性密切相关。然而核磁共振陀螺静磁系统往往存在端口漏磁,形成杂散磁场,在长期工作过程中会磁化磁屏蔽罩,最终干扰陀螺精度。从核磁共振陀螺静磁场分布的理论分析出发,通过数学计算和计算机仿真,分析和研究了静磁系统的端口漏磁,并对静磁系统进行了优化设计。设计的核磁共振陀螺静磁系统端口漏磁在1.5倍螺线管直径范围内较传统方案平均减小45.4%,满足了核磁共振陀螺的使用需求。该工作为核磁共振陀螺仪设计和制造提供了一定的理论依据和参考价值。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺仪 静磁系统 端口漏磁 双层螺线管

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导航级微型核磁共振陀螺仪技术综述 被引量：3

16

作者 龚云鹏 高雁翎 《现代防御技术》 北大核心 2012年第2期1-4,12,共5页

导航级微型核磁共振陀螺仪是美国国防高级研究项目局为了克服全球定位系统(GPS)在受到强干扰或GPS星座受损而失效的潜在威胁而开发的,其技术特点是通过微制造技术将所有必须的组件封装成为一个小型、低功耗、片式、高精度的惯性测量组... 导航级微型核磁共振陀螺仪是美国国防高级研究项目局为了克服全球定位系统(GPS)在受到强干扰或GPS星座受损而失效的潜在威胁而开发的,其技术特点是通过微制造技术将所有必须的组件封装成为一个小型、低功耗、片式、高精度的惯性测量组合。从核磁共振原理、核磁共振陀螺仪原理、发展现状以及关键技术等方面对核磁共振陀螺仪进行了介绍。 展开更多

关键词 核磁共振 陀螺仪 关键技术

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一种基于自激励的核磁共振陀螺仪闭环控制方法 被引量：1

17

作者 岳亚洲 明泽额尔顿 +1 位作者 雷兴 张昊 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期638-643,共6页

维持气室内原子稳定进动的磁场闭环控制是核磁共振陀螺仪的关键控制技术之一。在目前广泛应用的闭环控制方法中,相位闭环无法实时补偿,且存在由于晶振时钟频率受限造成的量化噪声,导致陀螺零偏稳定性较差且转速分辨率较低,限制了核磁共... 维持气室内原子稳定进动的磁场闭环控制是核磁共振陀螺仪的关键控制技术之一。在目前广泛应用的闭环控制方法中,相位闭环无法实时补偿,且存在由于晶振时钟频率受限造成的量化噪声,导致陀螺零偏稳定性较差且转速分辨率较低,限制了核磁共振陀螺的应用范围。为解决以上问题,提出了一种基于自激励的闭环控制方法,通过理论仿真模型和实验设计,验证了其正确性与可行性。仿真结果表明,采用所提出闭环控制方法的陀螺漂移可达到9×10^(-4)°/h,角速率分辨率可达到0.1°/s以内。实验结果表明,与传统方法相比,采用所提出的方法使得陀螺漂移精度提高了一个数量级,同时,为未来核磁共振陀螺小型化奠定了基础。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺仪 自激励闭环控制 实时补偿 角速率分辨率 陀螺漂移

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加速度对核磁共振陀螺零位漂移的影响分析 被引量：2

18

作者 李勇 陈志超 滕飞 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期107-111,共5页

为研究加速度对核磁共振陀螺零位漂移的影响,提出了基于流体力学模型的分析方法。首先,根据核磁共振陀螺气室的结构特点建立了形状固定的封闭系统自然对流换热模型;然后,采用有限元法给出了不同大小的加速度下气室温度场的稳态分布特性... 为研究加速度对核磁共振陀螺零位漂移的影响,提出了基于流体力学模型的分析方法。首先,根据核磁共振陀螺气室的结构特点建立了形状固定的封闭系统自然对流换热模型;然后,采用有限元法给出了不同大小的加速度下气室温度场的稳态分布特性;在此基础上,分析了温度场变化对陀螺零位漂移产生的影响,进而得到加速度对核磁共振陀螺零位漂移的影响关系。分析结果表明,与零加速度的结果相比,0.6倍、1.5倍、5.2倍和36.5倍重力加速度将分别导致陀螺产生约0.01°/h、0.1°/h、1°/h和10°/h的零位漂移变化量。研究成果为核磁共振陀螺在过载条件下的应用提供了参考。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺 原子气室 温度场 加速度 零位漂移

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核磁共振陀螺高精度磁场驱动技术 被引量：1

19

作者 陆麒麟 杨丹 +1 位作者 赵兴华 周斌权 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2595-2604,共10页

核磁共振陀螺(NMRG)是利用激光与核磁共振气室中的碱金属原子和惰性气体原子的相互作用使核子以拉莫尔频率进动,并通过磁场驱动技术对气室磁场实现闭环控制和对剩磁进行补偿来维持核子的共振状态,进而能够检测载体的角速度信息。磁场驱... 核磁共振陀螺(NMRG)是利用激光与核磁共振气室中的碱金属原子和惰性气体原子的相互作用使核子以拉莫尔频率进动,并通过磁场驱动技术对气室磁场实现闭环控制和对剩磁进行补偿来维持核子的共振状态,进而能够检测载体的角速度信息。磁场驱动技术作为磁场闭环控制的重要部分,直接影响核磁共振陀螺的磁场控制精度和稳定性。为了解决核磁共振陀螺磁场控制精度和稳定性不足的关键问题,采用交直流分离设计的压控电流源方案改善磁场驱动问题,基于噪声分析理论对电路进行建模和噪声分析,并通过实验验证对三轴线圈的横向磁场控制精度达±0. 046 2 n T,纵向磁场控制精度为±0. 003 1 nT,实验证明该技术方案具有较强的工程应用价值。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺(nmrg) 磁场驱动控制 数字程控电流源 低噪声电路建 模与分析 三轴磁场线圈

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光吸收法控制核磁共振陀螺原子气室温度 被引量：6

20

作者 许国伟 张燚 +3 位作者 江奇渊 汪之国 夏涛 杨开勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期21-26,共6页

核磁共振陀螺系统中原子气室的温度稳定性对陀螺的性能有着十分重要的影响。介绍了一种利用核磁共振陀螺探测光透过气室的光强来控制原子气室温度的方法。首先,从理论上解释了核磁共振陀螺测试过程中发现的探测光透过光强与原子气室温... 核磁共振陀螺系统中原子气室的温度稳定性对陀螺的性能有着十分重要的影响。介绍了一种利用核磁共振陀螺探测光透过气室的光强来控制原子气室温度的方法。首先,从理论上解释了核磁共振陀螺测试过程中发现的探测光透过光强与原子气室温度的负相关关系;进一步通过具体实验得到了探测光透过光强与原子气室内温度的拟合关系曲线。在此基础上,设计出利用探测光透过光强来反馈控制温度的LabView程序,实现原子气室温度的稳定控制。最后,通过实验验证了这种方法具有较好的控温效果(1 h内温度漂移约为0.02℃),同时还具有精确反映气室内温度、测温及时等优势。 展开更多

关键词 核磁共振陀螺 透过光强 温度控制

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