Волоконно-оптические гироскопы (FOG), являющиеся основным компонентом современных инерциальных навигационных систем, широко распространены во многих ключевых областях, таких как аэрокосмическая промышленность, национальная оборона, интеллектуальный транспорт и морская инженерия, благодаря преимуществам высокой точности, высокой надежности, отсутствия механических движущихся частей и сильной антиинтерференционной способности. С итеративным обновлением технологий глобальной навигации и позиционирования, а также быстрым ростом новых приложений, таких как беспилотные летательные аппараты, автономное вождение и глубоководные аппараты, требования к производительности волоконно-оптических гироскопов продолжают улучшаться, а профессионализм и эффективность их испытательного оборудования также ставят перед более серьезными проблемами. В этом контексте двухосевой тестовый проигрыватель постепенно заменил традиционный одноосный проигрыватель своими уникальными техническими преимуществами, став основным выбором в области тестирования волоконно-оптических гироскопов. Спрос на рынке показал непрерывную тенденцию к росту, что привело к развитию отрасли гироскопов для оптоволокна.

Развитие отрасли обусловлено: расширение рынка волоконно-оптических гироскопов стимулирует спрос на модернизацию испытательного оборудования

В последние годы индустрия волоконно-оптических гироскопов в Китае показала быстрый рост, и размер рынка продолжает расширяться. Согласно отчетам об отраслевых исследованиях, ожидается, что рынок волоконно-оптических гироскопов в Китае вырастет примерно с 15 миллиардов юаней в 2024 году до почти 40 миллиардов юаней в 2030 году с совокупным годовым темпом роста (CAGR) 12,5%. Рост в основном обусловлен всплеском спроса в области национальной обороны, аэрокосмической промышленности и интеллектуального транспорта. Среди них аэрокосмическая область в качестве основного сценария применения, спрос на волоконно-оптические гироскопы в 2024 году составлял около 45% от общего спроса в стране, и ожидается, что в ближайшие несколько лет он будет расти со скоростью 12% в год; ежегодные темпы роста спроса в области национальной обороны и военной промышленности составляют около 10%, а интеллектуальная транспортная отрасль достигла ежегодных темпов роста в 20%. Расширение новых сценариев применения еще больше способствует производству и эксплуатационным требованиям волоконно-оптических гироскопов.

Производительность волоконно-оптических гироскопов напрямую определяет точность и надежность инерциальных навигационных систем, а процесс их тестирования является ключом к обеспечению качества продукции. Традиционные волоконно-оптические гироскопы в основном используют одноосные тестовые поворотные столы, которые могут осуществлять моделирование угловой скорости и обнаружение характеристик только в одном направлении и не могут соответствовать требованиям тестирования в сложных сценариях. С развитием волоконно-оптических гироскопов в направлении высокой точности, миниатюризации, интеллекта и интеграции они должны выдерживать разнонаправленные изменения положения и удары угловой скорости в практической работе. Ограничения одноосных тестовых поворотных столов становятся все более заметными, а стабильность и точность изделий в сложных условиях работы не могут быть полностью проверены. Это привело к необходимости в более эффективном и комплексном испытательном оборудовании. Двухосевой тестовый поворотный стол появился и быстро вырос.

Основное преимущество подчеркивается: двухосевой тестовый проигрыватель соответствует требованиям к тестированию высокого класса

Двухосевой тестовый поворотный стол реализует моделирование угловой скорости и регулировку положения в двумерном пространстве за счет синергетической связи горизонтальной оси и вертикальной оси, что может более реально восстановить рабочую сцену волоконно-оптического гироскопа в практических применениях. По сравнению с одноосевым поворотным столом он имеет незаменимые технические преимущества, что также является основной причиной его растущего спроса.

Во-первых, эффективность испытаний значительно улучшена. Одноосевой тестовый проигрыватель должен много раз регулировать угол установки волоконно-оптического гироскопа для завершения многонаправленного теста производительности, который является громоздким и трудоемким; в то время как двухосевой тестовый проигрыватель может быть связан двумя осями для достижения моделирования угловой скорости нагрузки и положения как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях одновременно, без многократной разборки и регулировки, что сокращает время одиночного испытания более чем на 30%, значительно повышая эффективность испытаний в массовом производстве и удовлетворяя потребности крупномасштабного производства волоконно-оптических гироскопов. Например, на оптоволоконном гироскопе автомобильного завода двухосевой проигрыватель может провести полноразмерное испытание гироскопа, связанного с положением тела, а эффективность обнаружения более чем в 3 раза выше, чем у одноосевого проигрывателя.

Во-вторых, точность испытаний более гарантирована. Основные показатели производительности оптоволоконного гироскопа включают стабильность нулевого смещения, точность масштабного коэффициента, случайное блуждание и т. д. Тестирование этих показателей требует чрезвычайно высокой достоверности моделируемой сцены. Двухосевой тестовый проигрыватель использует моментный двигатель с прямым приводом, модульную прецизионную валовую конструкцию и угловой кодер второго уровня, который может обеспечить высокоточное управление угловой скоростью и позиционирование положения. Колебание скорости составляет менее ± 0,1%, а ошибка углового положения меньше или равна 5 ". Он может точно имитировать сложное состояние движения оптоволоконного гироскопа в аэрокосмической, морской технике и других сценариях, эффективно избегая ошибки тестирования, вызванной регулировкой угла при одноосевом тесте, и обеспечивая точность и надежность тестовых данных. В тесте волоконно-оптического гироскопа, связанном с корабельной лазерной связью, двухосевой проигрыватель может эффективно улучшить точность контроля отслеживания гироскопа за счет точной угловой компенсации и решить проблему недостаточной способности обратной связи при традиционном тестировании.

В-третьих, приспосабливайтесь к требованиям многосценического тестирования. С постоянным расширением сценариев применения волоконно-оптических гироскопов его рабочая среда становится все более сложной, например, изменение высотного положения в аэрокосмической области, раскачивание корпуса в области морского машиностроения и рулевое управление транспортным средством в области интеллектуального транспорта. Все требуют, чтобы волоконно-оптические гироскопы имели возможности разнонаправленной адаптации положения. Двухосевой тестовый проигрыватель может реализовать горизонтальное и вертикальное вращение на 360 ° с ультраширокой площадью и создать возможность трехмерного пространства для полноразмерных испытаний. Он может адаптироваться к требованиям испытаний различных полей и моделей волоконно-оптических гироскопов и обладает большей универсальностью. Будь то испытание волоконно-оптического гироскопа ракет тактического уровня или датчик положения дронов, двуосевой проигрыватель может обеспечить точное моделирование испытательной сцены.

Технология итерации расширяет возможности: непрерывная оптимизация производительности двухосевого теста проигрывателя

Непрерывный рост спроса на двухосные тестовые проигрыватели не только связан с расширением рынка волоконно-оптических гироскопов, но и неотделим от непрерывного итеративного обновления собственной технологии. В настоящее время двухосные тестовые проигрыватели развиваются в направлении высокой точности, интеллекта и миниатюризации, что еще больше удовлетворяет потребности в тестировании волоконно-оптических гироскопов.

С точки зрения повышения точности за счет использования передовой технологии сервоуправления, алгоритмов компенсации ошибок и высокоточных элементов обнаружения точность угловой скорости и точность позиционирования двухосного тестового проигрывателя продолжают прорываться, а некоторые высококачественные продукты достигли уровня микроугловых секунд, сужая разрыв с международным передовым уровнем. Например, двухосный проигрыватель с высокоточным растровым энкодером имеет разрешение 0,0001 ° (около 0,36 дюйма), что может соответствовать требованиям к прецизионным испытаниям волоконно-оптических гироскопов высокого класса. В то же время метод компенсации ошибок, основанный на искусственном интеллекте (ИИ), постепенно применяется для компенсации остаточных нелинейных эффектов и несмоделированных возмущений с помощью моделей машинного обучения, что еще больше повышает точность и стабильность испытаний.

С точки зрения интеллекта, двухосевой тестовый проигрыватель постепенно интегрирует систему автоматического управления, систему сбора и анализа данных, чтобы реализовать автоматизацию и интеллектуальность тестового процесса. Оператор может установить параметры тестирования и контролировать процесс тестирования через компьютер, а система автоматически собирает тестовые данные, анализирует и формирует отчет о тестировании, что значительно снижает погрешность работы человека и повышает эффективность тестирования. Кроме того, некоторые высококачественные двухосевые проигрыватели также имеют такие функции, как дистанционное управление и совместное тестирование нескольких устройств, которые могут адаптироваться к потребностям крупномасштабного и интеллектуального производства. Например, при периодическом осмотре волоконно-оптических гироскопов несколько проигрывателей могут работать вместе для дальнейшего повышения эффективности производства.

С точки зрения миниатюризации, с развитием технологии микрообработки и технологии оптического производства, объем и вес двухосного испытательного проигрывателя продолжают уменьшаться, а конструкция конструкции более компактна, что может адаптироваться к потребностям установки различных сценариев, таких как лаборатории и производственные линии, при одновременном снижении затрат на транспортировку и техническое обслуживание оборудования. Например, для тестирования портативных волоконно-оптических гироскопов миниатюрный двухосный проигрыватель может быть гибко развернут для удовлетворения потребностей полевых испытаний и мобильных испытаний.

Рыночная структура и будущие тенденции: двустороннее стимулирование расширения спроса и модернизации технологий

В настоящее время отечественный рынок волоконно-оптических гироскопов в основном занят ведущими предприятиями, такими как Haikang Robot, Zhongke Xingtu и Northern Optoelectronics, но доля рынка относительно разбросанна, и конкурентная среда еще не сформировала абсолютной монополии, что также обеспечивает широкое рыночное пространство для двухосных тестовых проигрывателей. С ускорением процесса внутренней замены волоконно-оптических гироскопов и всплеском спроса в сфере высококачественных приложений отечественные двухосные тестовые проигрыватели открыли возможности для развития, постепенно нарушая технологическую монополию иностранных предприятий и запуская высококачественную продукцию с независимыми правами интеллектуальной собственности. Производительность продукта продолжает улучшаться, а преимущество в рентабельности становится все более заметным.

С точки зрения будущих тенденций развития спрос на двухосные тестовые проигрыватели будет продолжать расти, и будет три основных направления развития. Во-первых, спрос на высокоточные гироскопы продолжает обновляться. С постоянным углублением применения волоконно-оптических гироскопов в высококлассных областях, таких как аэрокосмическая промышленность и национальная оборона, требования к точности тестовых проигрывателей будут еще больше улучшены. Микроугловая точность второго уровня станет основным спросом. В то же время требования к технологии компенсации ошибок также будут продолжать расти. Адаптивные алгоритмы исправления ошибок на основе искусственного интеллекта будут более широко использоваться. Во-вторых, многосенсорное термоядерное тестирование стало новым направлением. Благодаря глубокой интеграции волоконно-оптических гироскопов с MEMS, лидарными и другими датчиками двухосный тестовый проигрыватель постепенно будет иметь возможности совместного тестирования нескольких датчиков для удовлетворения требований к тестированию интегрированных инерциальных навигационных систем. В-третьих, спрос на настройку становится все более заметным. Волоконно-оптические гироскопы в различных сценариях применения имеют разные требования к параметрам испытаний и сценариям испытаний. В будущем компании, производящие двухосные тестовые проигрыватели, будут предоставлять индивидуальные тестовые решения в соответствии с потребностями клиентов для дальнейшего повышения адаптивности продукта.

Кроме того, с углублением инициативы "Один пояс, один путь" и реализацией внутренней региональной скоординированной стратегии развития применение волоконно-оптических гироскопов в таких регионах, как развитие западного региона и оживление северо-востока, будет постепенно расширяться, косвенно стимулируя рост спроса на двухосные тестовые проигрыватели. В то же время правительство и предприятия увеличат свои инвестиции в исследования и разработки, а также запустят исследования в ключевых областях основных технологий, таких как специальные материалы и высокочувствительные технологии обнаружения, для содействия постоянному совершенствованию двухосных тестовых проигрывателей и помощи отрасли волоконно-оптических гироскопов в достижении высококачественного развития.

Быстрое развитие отрасли волоконно-оптических гироскопов открыло широкие возможности для развития отрасли испытательного оборудования. Благодаря своим высокоэффективным, точным и универсальным техническим преимуществам двухосевой тестовый проигрыватель удовлетворяет потребности высокоточных и крупномасштабных испытаний волоконно-оптических гироскопов и стал основной тенденцией в области тестирования волоконно-оптических гироскопов. Спрос на рынке продолжает расти. В будущем, с непрерывной итерацией технологии волоконно-оптических гироскопов и постоянным расширением сценариев применения, двухосевой тестовый проигрыватель откроет новый виток технологического обновления и расширения рынка, играя более важную роль в обеспечении качества волоконно-оптических гироскопов и содействии развитию отрасли инерционной навигации. Смежным предприятиям необходимо идти в ногу с тенденциями развития отрасли, увеличивать инвестиции в технологические исследования и разработки, оптимизировать производительность продукции и расширять возможности индивидуального обслуживания, чтобы получить преимущество во все более жесткой рыночной конкуренции и добиться устойчивого развития.