專利名稱：尾舵偏轉角度控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制裝置，特別是光控制裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)的尾舵偏轉角度的控制大多采用手動控制，或者采用電流對尾舵的偏轉進行直接控制，而沒有反饋系統(tǒng)，因而，無法知道尾舵的實際偏轉情況，影響偏轉角度的精確性，特別是采用電信號控制的方法極易受到電磁場的干擾而影響尾舵偏轉角度的準確性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種抗干擾的精確性高的尾舵偏轉角度控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過下述方案實現(xiàn)的包括控制裝置、與控制裝置連接的輸入偏轉角度部件和轉動裝置、受轉動裝置控制的尾舵，在所述尾舵上固定光纖線圈，設置相連接的激光器、又與光纖線圈連接的起偏器，所述控制裝置是數(shù)字信號處理器、模數(shù)轉換器、數(shù)模轉換器相連構成，由數(shù)模轉換器與轉動裝置連接，在光纖線圈和模數(shù)轉換器之間設置串聯(lián)的檢偏器、光電探測器，所述輸入偏轉角度部件是具有功能鍵和數(shù)字鍵的鍵盤。
在所述起偏器和光纖線圈之間設置分路器，在分路器和數(shù)字信號處理器之間設置串聯(lián)的光電探測器、模數(shù)轉換器。所述鍵盤的功能鍵是由左偏轉鍵、右偏轉鍵、復原鍵、小數(shù)點鍵、取消鍵、確認鍵組成。尾舵指船舵、潛艇舵、汽艇舵、尾翼等。
本發(fā)明是根據(jù)透射光的光強不同，得到尾舵偏轉角度的信息，從而對尾舵的偏轉角度進行控制。光學上認為，λ/4波片能夠把任何狀態(tài)偏振光轉化為線性偏振光或相反，而半波片即λ/2波片則能控制偏振光的方位角，由λ/4、λ/2、λ/4波片依次組合，可得到所需方向的偏振光，從而可以實現(xiàn)偏振控制。光纖繞成小圈后，由于應力雙折射，可以形成類似波片的延遲器，這樣可以利用光纖線圈代替波片進行組合，實現(xiàn)偏振控制，而且損耗極低。形成λ/m等效波片所需的光纖線圈的圓半徑為R(m，N)＝2πa·r2·N·m/λ，式中r為光纖包層半徑；N為光纖匝數(shù)；m為所需的λ/m波片中的分母；a對石英光纖來說為0.133，λ為光波波長。光纖線圈組成λ/4、λ/2、λ/4形式后，就可以成為偏振控制器。轉動等效于半波片的光纖線圈平面，可使偏振方向轉動2(1-t)·a度，a為光纖線圈平面轉過的角度，t對石英來說是0.08，這樣便可得到任意方向的偏振光。
本發(fā)明就是將等效于半波片的光纖線圈固定在尾舵上，這樣尾舵偏轉角度的改變就會引起線偏振光的偏轉。當激光經過起偏器后，輸出的線偏振光方向與船筆直行駛時的尾舵方向平行，通過被固定在尾舵上的光纖線圈，此時尾舵轉動的角度應與光纖線圈面轉動的角度保持相同。如果光纖線圈轉過a角度時，則線偏振光將相應轉過2(1-h)a的角度。上述線偏振光通過偏振化方向與船筆直行駛時尾舵方向平行的檢偏器，根據(jù)馬呂斯定律可得到對應于不同偏轉角度的透射光的強度，再通過光電探測器，即可反映尾舵此時的偏轉角度情況。
對激光器輸出的光功率要求要穩(wěn)定，但由于溫度、震動等因素的影響，會使光功率產生一定的波動。本發(fā)明采用補償?shù)姆绞絹硐す馄鞯妮敵龉β什▌拥挠绊憽＜丛谄鹌骱蠼臃致菲鳎箖陕饭馔ㄟ^相同的路徑，如同軸線，兩路光纖受到相同的環(huán)境因素的影響，這樣，一路光可以對光功率大小起到跟蹤監(jiān)測的作用。如果光功率有所波動時，會引起監(jiān)測光路的光電探測器輸出光電流的波動，把這一信號輸入數(shù)字信號處理器處理后，對需要偏轉的角度進行補償，從而減小偏轉角度的誤差。
本發(fā)明由于采用光信號對尾舵偏轉角度的控制，所以具有抗電磁干擾性。又由于設置了反饋裝置，所以具有更高的精確性。當光功率有所波動時，可通過補償?shù)姆绞綄ζD角度進行調整，從而可減小偏轉角度的誤差。另外，由于光路中所使用的光纖具有體積小，重量輕的特點，也使整個系統(tǒng)顯得更為輕巧，易于應用在船上。


圖1是本發(fā)明的方框原理示意圖具體實施方式
參照圖1，本發(fā)明由激光器1、起偏器2、分路器3、光纖線圈6、檢偏器8、光電探測器7、9、模數(shù)轉換器A/D1、A/D2、數(shù)字信號處理器10、數(shù)模轉換器D/A、轉動裝置4、船舵5和鍵盤11組成。激光器1是激光二極管，與起偏器2連接。在起偏器2后面接一個分光比為1∶1的分路器3，是保偏分路器，分路器3一路依次接光纖線圈6、檢偏器8、光電探測器9、模數(shù)轉換器A/D2，光纖線圈6固定在船舵5上，另一路依次接光電探測器7、模數(shù)轉換器A/D1。數(shù)字信號處理器10是32位輸入及32位輸出的數(shù)字信號處理器，根據(jù)情況，也可以用16位輸入和16位輸出的數(shù)字信號處理器。模數(shù)轉換器A/D1、A/D2分別與數(shù)字信號處理器10連接。數(shù)字信號處理器10通過數(shù)模轉換器D/A與轉動裝置4連接。與數(shù)字信號處理器10連接的鍵盤11具有功能鍵左偏轉鍵、右偏轉鍵、復原鍵、小數(shù)點鍵、取消鍵、確認鍵，數(shù)字鍵0、1、2、……、9鍵。
權利要求
1.一種尾舵偏轉角度控制系統(tǒng)，包括控制裝置、與其連接的輸入偏轉角度部件和轉動裝置(4)、受轉動裝置(4)控制的尾舵(5)，其特征在于在所述尾舵(5)上固定光纖線圈(6)，設置相連的激光器(1)、又與光纖線圈(5)連接的起偏器(2)，所述控制裝置是數(shù)字信號處理器(10)、模數(shù)轉換器(A/D2)、數(shù)模轉換器(D/A)構成，在光纖線圈(6)和模數(shù)轉換器(A/D2)之間設置相串聯(lián)的檢偏器(8)、光電探測器(9)，所述輸入偏轉角度部件是具有功能鍵和數(shù)字鍵的鍵盤(11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的尾舵偏轉角度控制系統(tǒng)，其特征在于在所述起偏器(2)和光纖線圈(5)之間設置分路器(3)，在分路器(3)和數(shù)字信號處理器(10)之間設置相串聯(lián)的光電探測器(7)、模數(shù)轉換器(A/D1)。
3.根據(jù)權利要求1所述的尾舵偏轉角度控制系統(tǒng)，其特征在于所述鍵盤(11)的功能鍵是由左偏轉鍵、右偏轉鍵、復原鍵、小數(shù)點鍵、取消鍵、確認鍵組成。
全文摘要
一種尾舵偏轉角度控制系統(tǒng)，由數(shù)字信號處理器、模數(shù)轉換器、數(shù)模轉換器構成的控制裝置，與控制裝置連接的鍵盤和轉動裝置、受轉動裝置控制的尾舵，在尾舵上固定光纖線圈，設置依次連接的激光器、起偏器、又與光纖線圈連接的分路器，在光纖線圈和模數(shù)轉換器間設置串聯(lián)的檢偏器、光電探測器，在分路器與另一模數(shù)轉換器間設置另一個光電探測器。本發(fā)明使用光信號對尾舵偏轉角度的控制，所以具有抗電磁干擾性；使用反饋裝置，使其具有更高的精確性；如果光功率產生波動，可通過補償?shù)姆绞綄ζD角度進行調整，從而減小偏轉角度的誤差。由于光路中所使用的光纖具有體積小，重量輕的特點，也使整個系統(tǒng)顯得更為輕巧，易于應用在船上。
文檔編號G05D3/12GK1603208SQ20041006794
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權日2004年11月5日
發(fā)明者應迪清, 金仲和, 周柯江, 馬慧蓮 申請人:浙江大學