高精度动态标准源精度提升关键技术研究
发布时间：2021-03-01 08:11
电流电压高精度标准源是工业生产中的常用仪器,能够输出标准信号供外部实验或作为校准依据。在标准源领域,目前国外研究处于领先位置,而国内研究的标准源性能较差,精度较低,与国外有一定的差距。本课题在国内领先的标准源技术的研究基础上,为了提升电流电压信号标准源的精度,分析了系统中影响精度的环节和问题,具体研究了在输出、测量和控制环节中解决影响精度问题的方法,主要研究的内容为:1)高精度输出模块的精度提升方法研究。分析影响输出模块精度的问题,发现输出噪声是附加在检测反馈控制回路之上的,通过检测反馈控制回路无法完全消除输出模块产生的噪声,因此需要抑制输出模块中的各种噪声。接着输出模块中的各噪声来源进行了分析,并针对其来源提出相应的解决方案,实现输出模块的精度提升。2)高精度检测模块的精度提升方法研究。分析标准源系统的检测模块存在的问题:一是输入信号范围大的条件下如何保证小信号的分辨率;二是检测通道的噪声和漂移都无法通过反馈控制抵消,如何解决检测通道的噪声漂移问题。分别针对两个问题进行解决方法的研究,并通过计算、仿真验证了其有效性,最后通过实验验证了模块的精度提升效果。3)高鲁棒性反馈控制算法的研究...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１系统有无反馈的性能影响Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真图??１３??
浙江大学硕士学位论文?????根据仿真结果图２．２所示，在没有反馈控制时，系统的阶跃开环输出如图??中连续实线所示，系统的输出既受漂移影响又受噪声影响。而如图的虚线所示??加入了反馈控制后的系统中，系统的漂移和噪声均有抑制。很明显的是输出模块??中的漂移经过反馈控制以后漂移产生的误差会被控制器抑制到比较好的水平。而??虽然输出模块的噪声问题能在一定程度上被抑制掉，但分析发现噪声依旧存在。??
?高精度动态标准源输出模块稍度提升方法研宄??引入噪声：ＤＡＣ芯片输出必然会产生量化噪声和其他输出噪声，信号通过电阻??产生的电阻热噪声、有源器件带来的噪声、供电、基准源等都会以不同的形式引??入噪声。接下来对输出模块中的每一个部分进行详细分析，找出哪些问題是输出??模块的噪声来源、能否解决以及研究解决的思路。??碑?驱??申ＤＡＣ卜丨＂变换多一置??器?路??＿＿?ｒｃ＾ｌ?Ｌ＿??图２．３高精度输出模块结构框图??（一）数模转换模块??由于数字模拟转换过程中是将离散信号转化成连续信号，所以转换过程必定??带有量化噪声，而量化噪声的大小为土同时在ＤＡＣ内部也有很多有源??２??器件也会产生噪声，这些噪声将会在输出端总合出一个ＤＡ芯片输出噪声，这个??噪声主要由总谐波失真和动态范围来描述，对于这部分的噪声来说，它是直接作??用在后续电路的输入级的，所以这个噪声是需要重视解决的。??对于这个噪声来说，可以在选择ＤＡＣ芯片时多关注其噪声指标来减少此部??分带来的噪声。??（二）运算放大电路??输出模块需要对信号进行放大、滤波等调理，这些都离不开运算放太电路。??那就需要分析运算放大电路的主要噪声来源才能找出相应的对策来抑制。??在运放电路中，电压噪声ｅ？ｖ、电流噪声￣和电阻噪声、共同作用形成电??路的系统的输入噪声ｅ，，，，，，合成公式如下｜７４１。??ｅｎ＝?＋ｅ＂，?＋ｅ：?（２」）??首先分析电压噪声，运算放大器的电压噪声可根据频率分成两部分，一个叫??闪烁噪声，即１／ｆ噪声；另一个是宽带噪声，宽带噪声是恒定值。噪声是一系列??频率的噪声的叠加，因此计算噪声时必须知道电路的带宽是多少，再在
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高弱电网下并网逆变器电流质量的自适应控制方法[J]. 马兴,徐瑞林,陈民铀,付昂,杨爽. 电网技术. 2019(08)
[2]可重构机械臂构型自适应控制研究[J]. 葛为民,乔友伟,邢恩宏,王肖锋. 机械设计与制造. 2019(07)
[3]某随动系统负载模拟器灰预测模糊PID控制[J]. 闫时军,高强,侯远龙,项军,胡达. 火炮发射与控制学报. 2019(01)
[4]高超声速飞行器姿态跟踪鲁棒自适应控制[J]. 史震,何晨迪. 电机与控制学报. 2018(07)
[5]激光半主动导引头数字控制器的设计与研究[J]. 辜磊. 现代计算机(专业版). 2018(14)
[6]基于大林算法的热压炉炉温PLC控制研究[J]. 辛海燕. 河南科技. 2018(01)
[7]零点漂移在差分放大电路中的影响分析[J]. 张艳秋. 计测技术. 2017(05)
[8]探究压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计[J]. 徐叶松. 世界有色金属. 2017(12)
[9]电力电子设备传导噪声抑制措施研究综述[J]. 张逸成,叶尚斌,张佳佳,姚勇涛. 电工技术学报. 2017(14)
[10]一种用于高速差分线的宽带共模噪声滤波器[J]. 杨方旭,唐旻,毛军发. 上海交通大学学报. 2017(05)
硕士论文
[1]高精度可控电流标准源性能优化与应用技术的研究[D]. 向函.浙江大学 2017
[2]基于滑模控制的微电网稳定控制研究[D]. 洪珊.南京理工大学 2017
[3]高精度程控直流电流源的设计与实现[D]. 廖博伦.南昌大学 2016
[4]高精度交直流多功能标准源的设计与研究[D]. 李壮.东北林业大学 2016
[5]基于改进型PID控制算法的智能温控系统[D]. 王恩义.东华理工大学 2015
[6]石英挠性加速度计离散化闭环控制策略研究[D]. 朱海燕.浙江大学 2015
[7]高精度可控动态标准源的关键技术研究[D]. 肖栋林.浙江大学 2015
[8]高精度动态电压电流标准源精度提升技术的研究[D]. 陈波.浙江大学 2013
[9]智能建筑中的热源自适应节能控制[D]. 李明海.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3057197
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１系统有无反馈的性能影响Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真图??１３??
浙江大学硕士学位论文?????根据仿真结果图２．２所示，在没有反馈控制时，系统的阶跃开环输出如图??中连续实线所示，系统的输出既受漂移影响又受噪声影响。而如图的虚线所示??加入了反馈控制后的系统中，系统的漂移和噪声均有抑制。很明显的是输出模块??中的漂移经过反馈控制以后漂移产生的误差会被控制器抑制到比较好的水平。而??虽然输出模块的噪声问题能在一定程度上被抑制掉，但分析发现噪声依旧存在。??
?高精度动态标准源输出模块稍度提升方法研宄??引入噪声：ＤＡＣ芯片输出必然会产生量化噪声和其他输出噪声，信号通过电阻??产生的电阻热噪声、有源器件带来的噪声、供电、基准源等都会以不同的形式引??入噪声。接下来对输出模块中的每一个部分进行详细分析，找出哪些问題是输出??模块的噪声来源、能否解决以及研究解决的思路。??碑?驱??申ＤＡＣ卜丨＂变换多一置??器?路??＿＿?ｒｃ＾ｌ?Ｌ＿??图２．３高精度输出模块结构框图??（一）数模转换模块??由于数字模拟转换过程中是将离散信号转化成连续信号，所以转换过程必定??带有量化噪声，而量化噪声的大小为土同时在ＤＡＣ内部也有很多有源??２??器件也会产生噪声，这些噪声将会在输出端总合出一个ＤＡ芯片输出噪声，这个??噪声主要由总谐波失真和动态范围来描述，对于这部分的噪声来说，它是直接作??用在后续电路的输入级的，所以这个噪声是需要重视解决的。??对于这个噪声来说，可以在选择ＤＡＣ芯片时多关注其噪声指标来减少此部??分带来的噪声。??（二）运算放大电路??输出模块需要对信号进行放大、滤波等调理，这些都离不开运算放太电路。??那就需要分析运算放大电路的主要噪声来源才能找出相应的对策来抑制。??在运放电路中，电压噪声ｅ？ｖ、电流噪声￣和电阻噪声、共同作用形成电??路的系统的输入噪声ｅ，，，，，，合成公式如下｜７４１。??ｅｎ＝?＋ｅ＂，?＋ｅ：?（２」）??首先分析电压噪声，运算放大器的电压噪声可根据频率分成两部分，一个叫??闪烁噪声，即１／ｆ噪声；另一个是宽带噪声，宽带噪声是恒定值。噪声是一系列??频率的噪声的叠加，因此计算噪声时必须知道电路的带宽是多少，再在
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高弱电网下并网逆变器电流质量的自适应控制方法[J]. 马兴,徐瑞林,陈民铀,付昂,杨爽. 电网技术. 2019(08)
[2]可重构机械臂构型自适应控制研究[J]. 葛为民,乔友伟,邢恩宏,王肖锋. 机械设计与制造. 2019(07)
[3]某随动系统负载模拟器灰预测模糊PID控制[J]. 闫时军,高强,侯远龙,项军,胡达. 火炮发射与控制学报. 2019(01)
[4]高超声速飞行器姿态跟踪鲁棒自适应控制[J]. 史震,何晨迪. 电机与控制学报. 2018(07)
[5]激光半主动导引头数字控制器的设计与研究[J]. 辜磊. 现代计算机(专业版). 2018(14)
[6]基于大林算法的热压炉炉温PLC控制研究[J]. 辛海燕. 河南科技. 2018(01)
[7]零点漂移在差分放大电路中的影响分析[J]. 张艳秋. 计测技术. 2017(05)
[8]探究压力传感器温度漂移补偿的控制电路设计[J]. 徐叶松. 世界有色金属. 2017(12)
[9]电力电子设备传导噪声抑制措施研究综述[J]. 张逸成,叶尚斌,张佳佳,姚勇涛. 电工技术学报. 2017(14)
[10]一种用于高速差分线的宽带共模噪声滤波器[J]. 杨方旭,唐旻,毛军发. 上海交通大学学报. 2017(05)
硕士论文
[1]高精度可控电流标准源性能优化与应用技术的研究[D]. 向函.浙江大学 2017
[2]基于滑模控制的微电网稳定控制研究[D]. 洪珊.南京理工大学 2017
[3]高精度程控直流电流源的设计与实现[D]. 廖博伦.南昌大学 2016
[4]高精度交直流多功能标准源的设计与研究[D]. 李壮.东北林业大学 2016
[5]基于改进型PID控制算法的智能温控系统[D]. 王恩义.东华理工大学 2015
[6]石英挠性加速度计离散化闭环控制策略研究[D]. 朱海燕.浙江大学 2015
[7]高精度可控动态标准源的关键技术研究[D]. 肖栋林.浙江大学 2015
[8]高精度动态电压电流标准源精度提升技术的研究[D]. 陈波.浙江大学 2013
[9]智能建筑中的热源自适应节能控制[D]. 李明海.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3057197
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3057197.html
