링레이저 자이로는 일부 구간에서 회전을 감지하지 못하는 락인(Lock-in) 현상이 발생하며 이를 해결하기 위해 디더를 사용한다. 디더는 특정 주파수에서 자이로 몸체를 진동시킬때 순수한 사인응답을 하지 않고 비선형 응답을 한다. 이러한 비선형 응답은 디더의 기하학적인 형상, 재료 특성, 기계적인 가공 오차 및 piezoelectric (PZT) 소자의 특성 등에 의해 나타난다. 비선형 특 성을 측정하기 위해 디더 방향으로 장착된 PZT로부터 디더의 강성 비선형 응답을 측정하였으며 Duffing 방정식으로 근사화 하여 비선형 오차를 살펴보았다.

Analysis of the Dither Stiffness Nonlinearity in Ring Laser Gyroscopes

Kyoungho Chong*, Juneon An, Cheon Joong Kim, Junyoung Bae

Ring laser gyroscopes exhibit a phenomenon known as lock-in in certain ranges, where they fail to detect rotation, and a dither mechanism is used to resolve this. When the gyro body is vibrated at a specific frequency by the dither, it does not produce a pure sine response but instead exhibits a nonlinear response. This nonlinear behavior arises from the dither’s geometric shape, material properties, mechanical machining errors, and the characteristics of the piezoelectric (PZT) element. To measure these nonlinear characteristics, the stiffness response of the dither was measured using a PZT actuator mounted in the dithering direction. The nonlinear error was then investigated by approximating the response with the Duffing equation.

Keywords: ring laser gyroscope, dither, duffing equation

Speaker 정경호* 국방과학연구소